Таблица коэффициент теплопередачи: Таблица полных коэффициентов теплообмена / коэффициентов теплопередачи для подогрева рабочей среды резервуара с помощью парового, водяного, солевого или масляного змеевика (витого трубопровода с теплоносителем или холодоносителем)

Содержание

Таблица полных коэффициентов теплообмена / коэффициентов теплопередачи для подогрева рабочей среды резервуара с помощью парового, водяного, солевого или масляного змеевика (витого трубопровода с теплоносителем или холодоносителем)





Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Тепловые величины: теплоемкость, теплопроводность, температуры кипения, плавления, пламени. Удельные теплоты сгорания и парообразования. Термические константы. Коэффициенты теплообмнена и расширения / / Конвекционный и полный теплообмен. Коэффициенты теплообмена. Коэффициенты тепловой проводимости поверхностей. Тепловыделение, теплопотери  / / Таблица полных коэффициентов теплообмена / коэффициентов теплопередачи для подогрева рабочей среды резервуара с помощью парового, водяного, солевого или масляного змеевика (витого трубопровода с теплоносителем или холодоносителем)

Поделиться:

   

Таблица полных коэффициентов теплообмена / коэффициентов теплопередачи для подогрева рабочей среды резервуара с помощью парового, водяного, солевого или масляного змеевика (витого трубопровода с теплоносителем или холодоносителем)

Таблица ниже содержит полные коэффициенты теплообмена для некоторых распространенных комбинаций теплоносителя в трубе змеевика и рабочей среды в резервуаре

Рабочие среды Полный коэффициент теплообмена – U –
Вт/м2К=Вт/(м2*oC) БТЕ/(фут2 oF*час)
Водяной пар и Водяные растворы, принудительная циркуляция в резервуаре  (Steam to Aqueous Solutions, agitated) 800 – 1200 140 – 210
Водяной пар и Водяные растворы, естественная конвекция (Steam to Aqueous Solutions, natural convection) 340 – 570 60 – 100
Водяной пар в маслах и легких нефтепродуктах, естественная конвекция (Steam to Light Oil, natural convection) 170 30
Водяной пар в мазутах и густых смазках, естественная конвекция (Steam to Heavy Oil, natural convection) 85 – 115 15 – 20
Водяной пар в мазутах и густых смазках, естественная конвекция (Steam to Heavy Oil, agitated) 140 – 310 25 – 55
Водяной пар в животных жирах, естественная конвекция (Steam to Fat, natural convection) 30 – 60 5 – 10
Водяной пар в органических жидкостях,  принудительная циркуляция в резервуаре  (Steam to Organics, agitated) 510 – 800 90 – 140
Горячая вода (теплоноситель) в масле, естественная конвекция (Hot Water to Oil, natural convection) 34 – 140 6 – 25
Горячая вода (теплоноситель) в воде, естественная конвекция (Hot Water to Water, natural convection) 200 – 370 35 – 65
Горячая вода (теплоноситель) в воде, принудительная циркуляция в резервуаре  (Hot Water to Water, agitated) 480 – 850 90 – 150
Масло (теплоноситель) в органических жидкостях, принудительная циркуляция в резервуаре  (Heat transfer oil to Organics, agitated) 140 – 280 25 – 50
Рассолы (теплоносители), принудительная циркуляция в резервуаре  (Salt brine to Water, agitated 280 – 630 50 – 110
Охлаждающая вода (теплоноситель) в глицерине, принудительная циркуляция в резервуаре  (Cooling Water to Glycerine, agitated) 280 – 430 50 – 75

Пример – теплопередача от парового змеевика:

Змеевик DN(Ду)50 с внешним диаметром 60. 3 мм (0.0603 м)и длиной 10 м при абсолютном давлении 1 бар и температуре 120o C погружен в резервуар с маслом при 50 oC, вычисления:
  • Площадь поверхности змеевика:
    • A = π (0.0603 m) (10 m)  = 1.89 m2
  • В таблице находим коэффициент теплопередачи, равный 170 Вт/м2oС для этой комбинации сред  и высчитываем мощность теплообмена:
    • Q = (1.89 м2)*((120 oC) – (50 oC))*(170 Вт/м2oC)   = 22491 Вт  22,5 кВт
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Таблица требуемых сопротивлений теплопередачи ограждающих стен жилых зданий для регионов России

№ п/п

Город РФ

Условия эксплуатации

Градусосутки

Требуемое термосопротивление Rоreq, м2·°С/Вт

1

Архангельск

Б

6170

3,56

2

Астрахань

А

3540

2,64

3

Анадырь

Б

9500

4,72

4

Барнаул

А

6120

3,54

5

Белгород

А

4180

2,86

6

Благовещенск

Б

6670

3,74

7

Брянск

Б

4570

3,00

8

Волгоград

А

4350

2,9

9

Вологда

Б

5570

3,35

10

Воронеж

А

4530

3,0

11

Владимир

Б

5000

3,3

12

Владивосток

Б

4680

3,04

13

Владикавказ

А

3410

2,59

14

Грозный

А

3060

2,47

15

Екатеринбург

А

6210

3,57

16

Иваново

Б

5230

3,23

17

Игарка

Б

9660

4,78

18

Иркутск

А

6480

3,79

19

Ижевск

Б

5680

3,39

20

Йошкар-Ола

Б

5520

3,33

21

Казань

Б

5420

3,30

22

Калининград

Б

3650

2,68

23

Калуга

Б

4810

3,08

24

Кемерово

А

6540

3,69

25

Вятка

Б

5870

3,45

26

Кострома

Б

5300

3,25

27

Краснодар

А

2680

2,34

28

Красноярск

А

6340

3,62

29

Курган

А

5980

3,49

30

Курск

Б

4400

2,95

31

Кызыл

А

7880

4,16

32

Липецк

А

4730

3,06

33

Магадан

Б

7800

4,13

34

Махачкала

А

2560

2,30

35

Москва

Б

5027

3,16

36

Мурманск

Б

6380

3,63

37

Нальчик

А

3260

2,54

38

Нижний Новгород

Б

5180

3,21

39

Новгород

Б

4930

3,13

40

Новосибирск

А

6600

3,71

41

Омск

А

6280

3,60

42

Оренбург

А

5310

3,26

43

Орел

Б

4650

3,03

44

Пенза

А

5070

3,17

45

Пермь

Б

5930

3,48

46

Петрозаводск

Б

5540

3,34

47

Петропавловск-Камчатский

Б

4760

3,07

48

Псков

Б

4580

3,0

49

Ростов-на-Дону

А

3520

2,63

50

Рязань

Б

4890

3,11

51

Самара

Б

5110

3,19

52

Санкт-Петербург

Б

4800

3,08

53

Саранск

А

5120

3,19

54

Саратов

А

4760

3,07

55

Салехард

Б

9170

4,61

56

Смоленск

Б

4820

3,09

57

Ставрополь

А

3210

2,52

58

Сыктывкар

Б

6320

3,61

59

Тамбов

А

4760

3,07

60

Тверь

Б

5010

3,15

61

Томск

Б

6700

3,75

62

Тула

Б

4760

3,07

63

Тюмень

А

6120

3,54

64

Ульяновск

А

5380

3,29

65

Улан-Удэ

А

7200

3,92

66

Уфа

А

5520

3,33

67

Хабаровск

Б

6180

3,56

68

Ханты-Мансийск

А

7200

3,92

69

Чебоксары

Б

5400

3,29

70

Челябинск

А

5780

3,43

71

Чита

А

7600

4,06

72

Элиста

А

3670

2,68

73

Южно-Сахалинск

Б

5590

3,36

74

Якутск

А

10400

5,04

75

Ярославль

Б

5300

3,26

 

Сопротивление теплопередаче стеклопакета таблица, гост, формула

Насколько эффективно окна будут выполнять теплозащитную функцию, профессионалы устанавливают при помощи специальных расчетов. Качество теплоизолирующих свойств стеклопакета, в соответствии с ГОСТ 26602.1-99, 24866-99 определяет такой показатель, как сопротивление теплопередаче [R0].

Как проводится измерение показателя (сопротивления теплопередаче коэффициента R0)

Потери тепла иногда количественно определяются с точки зрения теплосопротивления стеклопакета или коэффициента сопротивления теплопередаче R0. Это значение, обратное коэффициенту теплопередачи U. R = 1/U (при переводе Европейских коэффициентов U в Российские R0 не следует забывать, что наружные температуры, используемые для расчетов, сильно отличаются).

В свою очередь, коэффициент теплопередачи U, характеризует способность конструкции передавать тепло. Физический смысл ясен из его размерности. U = 1 Вт/м2С – поток тепла в 1 Ватт, проходящий через кв. метр остекление при разнице температуры (снаружи и внутри) в 1 градус по Цельсию (В Европейских странах коэффициент теплопроводности остекления рассчитывается согласно EN 673). Чем меньше получаемое в результате число, тем лучше теплоизоляционная функция светопрозрачной конструкции.

Надежные компании-производители светопрозрачных конструкций ставят коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакета в зависимость не только от качества самой конструкции, но и от применения особых технологических операций в процессе изготовления продукции, например, нанесения специального магнетронного, солнцезащитного и энергосберегающего покрытия на поверхность стекла, специальных технологий герметизации, заполнения междустекольного пространства инертными газами и т.п.

В результате этот показатель характеризует не только конкретную функцию теплозащиты, но и качество всего производственного процесса, и качество готового продукта. Эту величину рекомендуется держать под контролем и измерять регулярно – и на различных этапах изготовления, и, с особой тщательностью, на готовых образцах продукции.

Как показатель влияет на выбор стеклопакета?

В каждом регионе, а также в крупных городах нашей страны действуют определенные строительные нормы, в которых указаны требуемые показатели R0тр для стеклопакета строительного назначения. В первую очередь, на них должны ориентироваться застройщики. Но практика показывает, что эти правила соблюдаются далеко не всегда. Поэтому для удобства выбора оконных конструкций STiS мы подготовили специальную таблицу с указанием сопротивления стеклопакетов теплопередаче. Ознакомившись с ней, вы можете убедиться, насколько высоко качество нашей продукции по этому показателю, а также определиться с подходящей конструкцией для остекления своего помещения.

Формула стеклопакета 1 Приведенное сопротивление теплопередаче, м2×°С/Вт
4М1-12-4М1 0,30
4М1-Аг12-4М1 0,32
4M1-16-И4 0,59
4M1-Ar16-И4 0,66
4M1-10-4M1-10-4M1 0,47
4M1-12-4M1-12-4M1 0,49
4M1-Ar10-4M1-Ar10-4M1 0,49
4M1-Ar12-4M1-Ar12-4M1 0,52
4M1-12-4M1-12-И4 0,68
4M1-16-4M1-16-И4 0,72
4M1-Ar6-4M1-Ar6-И4 0,64
4M1-Ar10-4M1-Ar10-И4 0,71
4M1-Ar12-4M1-Ar12-И4 0,75
4М1-Аr16-4М1-Аr16-И4 0,80
4SPGU-14S-4M1-14S-4M1 Теплопакет® 2. 0 0,82
4SPGU-16S-4M1 Теплопакет® 2.0 0,57

Приведенное сопротивление теплопередаче для стеклопакетов указано с учетом всех технологических и производственных особенностей наших продуктов – использования мультифункциональных и низкоэмиссионных стекол, заполнения междустекольного пространства аргоном – газом с низкой теплопроводностью, применения в конструкциях фирменной теплой дистанционной рамки, специальных герметизирующих материалов, солнцезащитного, энергосберегающего покрытий и иных прогрессивных элементов и комплектующих.

  1. Расшифровку обозначений формул стеклопакета можно посмотреть здесь.

Пределы значений коэффициентов теплоотдачи

Содержание:

Пределы значений коэффициентов теплоотдачи

  • Это очень ценно, чтобы понять величину различных процесс передачи тепла, различные механизмы обычно совмещен параллельно, во многих случаях значения 1 или 2 резисторов (1) намного больше, чем другие значения резисторов, и поэтому достаточно учитывать, если все малые значения резисторов игнорируются. МакАдамс [108]дублирует из книги таблицы. 23. 1, показывает относительную величину разных видов коэффициента передачи тепла. Таблица 23.

Один приближенный диапазон значений нескольких коэффициентов теплопередачи а(ккал / мг-ч-град) Водяной пар(капельная конденсация Раздел) 25000-100 000. Водяной пар (мембранная конденсация Раздел) 5,000-15,000 Вода (кипятить).

В такой среде могут возникнуть макроскопические движения, и тепло может передаваться от одной точки к другой вместе с массами вещества. Людмила Фирмаль

Органический пар (конденсация)1,000-2,000 Вода (отопление) 250-15 000 Масло (нагрев или охлаждение Дения) 50-1, 500 Пар (перегрев) 25-100 Воздух (нагрев или охлаждение Н)1-50 Поясним понятие определения сопротивления: когда воздух нагревается в устройстве, где конденсированный пар излучает тепло с одной стороны металлической поверхности, а воздух получает это тепло с другой стороны, очевидно, что сопротивление конденсированного пара ничтожно мало по сравнению с сопротивлением со стороны воздуха. 1—, » — f-etc можно заменить на Л, 1т АО Радиус 1Т Р Р0 РБ Часто эти отношения близки к единству и могут быть приравнены. Это, пожалуй, будет единственной основой для определения того, следует ли рассчитывать внешний коэффициент или рассчитывать внутренний. Например, если внутреннее сопротивление намного больше остальных 3 (это связано с тем, что оно меньше А0), то можно написать: Точная точность 1.

И причина такого выбора заключается в том, что последние 3 члена в знаменателе меньше знаменателя, поэтому отношение радиусов дает незначительную поправку. Для некоторых вопросов допустимо игнорировать все члены, кроме 1, и предположить, что вы можете написать kg = a или k0 =-a0 в зависимости от остальных членов. В выбранном примере было 4 последовательно соединенных резистора. Однако общий коэффициент может быть использован для замены любого количества последовательно соединенных резисторов.

Этот процесс относится к процессам теплопроводности и рассматривается вместе с последними. Людмила Фирмаль

Эти случаи могут быть исследованы с помощью методов, используемых здесь, но поскольку природа дополнительных членов формулы общего коэффициента совершенно ясна, эти члены не включены в Формулу (23. 15) и (23. 16) может быть описан по аналогии с термином. Если система состоит из плоской пластины, площадь уменьшается, поэтому формула к {К0! И XI уврэ | • Икс (23. Двадцать) Коэффициент теплопередачи можно определить по отношению к 1 логарифмической средней площади, но это бывает редко done.

Дело в том, что при составлении таблицы коэффициентов теплопередачи часто не указывается, относятся ли данные к é0 или потому, что неопределенность коэффициентов теплопередачи несколько больше, чем влияние площади ratio. In в таких случаях, как правило, коэффициент k? Предполагается, что она дана. Таблица коэффициентов теплопередачи приведена в работах Перри [124] и Нельсона [118].Образец приведен в таблице. (23.2), взято из Перри. Таблица 23.

Коэффициент теплопередачи к, ккал / ч-м * — град. Колонный дефрегулятор 459. Масляный обогреватель 527 Котел (ребойлер) (конденсированный пар-кипяток) 1500-4000 Воздухонагреватель (расплавленная соль-воздух) 29 2440 контейнер c паровой рубашкой для выпаривания молока Значение в таблице. 23.

Смотрите также:

Коэффициент теплоотдачи и теплопередачи – Энциклопедия по машиностроению XXL

Для определения коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи необходимо знать температуру поверхности стенки со стороны каждой из взаимодействующих сред. Значение этих температур можно определить графическим путем по рис. 21 следующим образом в произвольном масштабе вычерчивается в метрах толщина стенки 8, по обе стороны которой от произвольной прямой Е Е откладываются также в произвольном масштабе температура Пара и средняя температура воды на этих расстояниях от прямой Е—Е проводятся линии, параллельные оси абсцисс, на которых со стороны пара в масштабе, принятом для толщины стенки , откладывается  [c. 39]
Коэффициент теплоотдачи и теплопередачи  [c.10]

Расчет значений коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи для различных элементов и частей КУ следует выполнить по [22].  [c.131]

Коэффициент теплоотдачи и теплопередачи I кДж/(м -К-ч)=0,239 ккал/(м2-К-ч)  [c.314]

Единицы коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи  [c.320]

Ориентировочные значения коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи для различных веществ, используемых в качестве теплоносителей в конденсаторах и испарителях приведены в табл. 5.58.  [c.372]

Коэффициент теплоотдачи и теплопередачи калория в секунду на квадратный сантиметр-кельвин килокалория в час на квадратный метр-кельвин кал/ с-см -К) ккал/(ч-м -К) 4,1868.10 Вт/(м2.К) 1,163 Вт/(м2-К)  [c.266]

Соотношение для единиц измерения коэффициентов теплоотдачи ( ) и теплопередачи к)  [c.208]

Коэффициент теплоотдачи и теплопередачи ватт на градус вт/м -град ккал, вт м -град м -град  [c. 675]

Для проверки правильности выбранных температур стенок труб необходимо определить локальные значения коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи на входном и выходном концах теплообменника.  [c.72]

ПЕРЕВОДНЫЕ МНОЖИТЕЛИ ДЛЯ ЕДИНИЦ ПЛОТНОСТИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООБМЕНА (ТЕПЛООТДАЧИ) И ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ. КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАДИЕНТА  [c.21]

Коэффициент теплоотдачи и коэффициенты теплопередачи принять постоянными по длине и при их определении использовать физические свойства воды при средней по длине температуре воды в данном канале.  [c.246]

Оребрение поверхности увеличило теплопередачу в 7,9 раза. В действительности с учетом изменения коэффициента теплоотдачи и температуры вдоль ребра эффект от оребрения может быть значительна меньше.  [c.388]

Таким образом, чтобы вычислить значение коэффициента теплопередачи k для плоской стенки, необходимо знать толщину этой стенки б, коэффициент теплопроводности X и значения коэффициентов теплоотдачи и aj.[c.197]


При расчете теплопередачи мы полагали, что температура 4г одинакова для всей оребренной поверхности. В действительности же вследствие термического сопротивления температура ребра у вершины ниже, чем у основания. Кроме того, при оребрении поверхности меняются также и общие условия теплообмена как вследствие изменения характера движения жидкости, так и изменения взаимной облученности частей поверхности нагрева. Правильное значение коэффициента теплоотдачи и распределение темпера-  [c.208]

Термодинамические параметры и физико-химические свойства теплоносителей и материала аппарата влияют на величину коэффициента теплоотдачи и коэффициента теплопередачи и, следовательно, на величину и форму поверхности теплообмена. Температура теплоносителей определяет среднюю разность температур, величину поверхности теплообмена и выбор тока теплоносителей. Объем теплоносителей определяет сечения каналов теплообменников (одно- или многоходовые конструкции).[c.192]

К первой группе относятся различные аналитические решения задачи о теплопроводности в ребрах. Эти решения с большей или меньшей точностью учитывают влияние на распределение температур и тепловой поток в ребрах формы, толщины, высоты и материала ребер, но исходят из равномерного распределения коэффициента теплоотдачи по поверхности ребер. Ввиду отсутствия данных о локальных значениях коэффициентов теплоотдачи и сложности аналитических решений при учете неравномерности теплообмена на поверхности ребер работы этого направления практического значения для расчета теплопередачи в ребристых поверхностях не имели.  [c.85]

Для определения коэффициента теплопередачи k найденные по номограммам рис. 6-12, 6-14 или 6-16 значения приведенных коэффициентов теплоотдачи и 2, подставляются непосредственно в формулу (6-16).  [c.97]

Множители пропорциональности а и /г в формулах (1-1) и (1-2) имеют размерность ккал/м град-час и называются, соответственно, коэффициентом теплоотдачи и коэффициенте. теплопередачи.  [c.24]

Коэффициент теплопередачи к определяется по формулам раздела третьего. Входящие в эти формулы величины коэффициентов теплоотдачи и а, слагаются каждая из конвективной и радиационной составляющей  [c.251]

У читателя настоящей книги предполагается подготовка в объеме обычных вузовских курсов прикладной термодинамики, гидромеханики и теплообмена. Знание основ теплопередачи обычно помогает ориентироваться в предмете и побуждает к его более углубленному изучению. Предполагаются, в частности, знакомство с эмпирическими методами расчета конвективного теплообмена (с использованием коэффициента теплоотдачи) и наличие общего представления об основных физических принципах конвекции.  [c.6]

Коэффициент теплоотдачи (и теплопередачи для газоводяных подогревателей, поскольку термического сопротивления со стороны воды может не учитываться) от газов к чистой стенке зависит главным образом от ско-  [c. 300]

Выбор метода расчета аппаратов этого вида зависит от способа создания межфазной поверхности, через которую осуществляется тепло- и массообмен, конструктивных особенностей аппаратов (рис. 4.6). Размеры межфазной поверхности, так же как коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи, зависят не только от конструктивных характеристик, но и от гидродинамических режимов движения теплоносителей. Каждая из этих величин в отдельности не может быть определена с необходимой точностью. Поэтому расчет таких аппаратов выполняют, как правило, используя эмпирические зависимости, в которые в качестве определяемого параметра входят юэффициенты теплопередачи, отнесенные к единице рабочего обьема аппарата (для полых скрубберов), единице площади сечения (для барботажных тарельчатых и пенных аппаратов) нормированный  [c.183]

Расчеты коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи проводим отдельно для верха и нкза рекуператора. Эффективная длина луча при определении коэффициента лучистой теплоотдачи от продуктов сгорания к трубам 5э=0,9 0=0,1 м.[c.280]


Для пересчета в единицы СИ приведены таблицы переводных множителей для единиц длины — табл. IX, для единиц времени, площади, объема — табл. X, для единиц массы, плотности, удельного веса, силы — табл. XI для единиц давления, работы, энергии, количества теплоты — табл. XII для единиц мощности, теплового потока, теплоемкости, энтропии, удельной теплоемкости и удельной энтропии — табл. XIII для единиц плотности теплового потока, коэффициентов теплообмена (теплоотдачи) и теплопередачи, коэффициентов теплопроводности, температуропроводности и температурного градиента — табл. XIV.  [c.12]

Нели в процессе теилооб.меиа коэффициент теплоотдачи хотя бы одной среды зависит от температурного напора, то н в этом случае можно применить апалнтическип метод, но расчет будет более трудоемким, так как требует последовательных приблнисредней температурой стенки, В перво. м приближении можно принять Т=– 0,5 (Т + Ti). Для принятой средней температуры стеики и заданной средней температуры потока, например Т , рассчитывают средний коэффициент теплоотдачи и коэффициент теплопередачи к, отнесенный к выбранной определяющей поверхности (внутренней, наружной п т, д.). Затем проверяют, соответствует ли выбранная температура 7 ,, значению, отвечающему условию стационарного процесса Та) = откуда  [c.252]

Таким образом, если ребристая поверхность задана и значения коэффициентов теплоотдачи и известны, то расчет теплопередачи через такую стенку трудностей не представляет. При этом необходимо следить лишь за тем, по какой поверхности ведется расчет, ибо в зависимости от этого численные значения коэффициента теплопередачи будут различны. Отношение площадей оребренной поверхности fa и гладкой называется коэффициентом оребре-ния.  [c.208]

О = О (х, г). Если коэффициент теплопередачи пластмассы = onst и теплообмен стенки с окружающей средой может характеризоваться коэффициентами теплоотдачи и j, то дополнительное температурное поле стенки, содержащей металлическую втулку, в стационарном состоянии должно удовлетворять уравнению Лапласа  [c. 251]

Таким образом, при известных значениях коэффициента теплоотдачи и коэффициента теплоотдачи для полой трубки при заданной степени увеличения коэффициента теплопередачи К можно по формуле (325) определить величину коэффициента Na, а по ней установить, как это показано в примере, конструкцию и геометрическую характеристику ретардера.  [c.216]

В критерий 51эф входит коэффициент средней теплопередачи при продольном обтекании к, в само уравнение энергии входит отношение коэффициента локальной теплопередачи к его среднему значению к(к). Какие эмпирические соотношения следует использовать при расчете локальной теплоотдачи и теплопередачи в теплообменниках Ответ на этот вопрос был предположительно дан авторами [3] и окончательно экспериментально получен А. В. Жуковым. Давно было отмечено, что коэффициент теплоотдачи, определенный методом теплообменника , отличается от коэффициента теплоотдачи, полученного при тех же режимах методом электронагрева рекомендованы и различные формулы для расчета Ки в теплообменниках и в реакторах [9]. Среди многочисленных работ по этому многостороннему вопросу выделим [34], в которой сильное различие проектных и реальных средних коэффициентов теплопередачи объяснилось влиянием гидравлических разверок в сечении реального трубного пучка [38].  [c.196]

Так как аналитические методы решения для рассматриваемых сложных систем пока отсутствуют, задача была решена путем установления взаи.мосвязи между тепловыми и гидродинамическими характеристиками исследуемого объекта. Для этого на тепловой модели глубоковакуумной испарительной установки были проведены исследования теплоотдачи и теплопередачи при различных рабочих вакуумах а — 95 7о, б-93%, в-91%), разных кажущихся уровнях (Я = 200, 400, 600 мм) и различных значениях коэффициента подачи воздуха (ст = 0 -2%). На рис. 58 можно видеть результаты этих исследований, выраженные в графических зависимостях 2 = /(о. Я, Рв). Эти зависимости отражают усредненное значение 2 по всей длине трубок греющей батареи испарительной установки.[c.156]

Подобное упрощение задачи при моделировании осуществимо далеко не во всех случаях. Так, например, в воздухоподогревателях котлов, регенераторах газовых турбин, водо-водяных и водо-масляных теплообменниках и т.д. значения коэффициентов теплоотдачи и а.2 близки друг к другу, вследствие чего их влияние на суммарный коэффициент теплопередачи соизмеримо. При моделировании энергооборудования, в котором величины и сопоставимы, пренебрегать влиянием любой из них нельзя. В подобных случаях задача чаще всего решается на основе воспроизведения в модели условий полного (или близкого к нему) теплового подобия с образцом.  [c.155]


Коэффициент теплоотдачи поверхность – воздух. Расчет в Excel.

Опубликовано 06 Апр 2020
Рубрика: Теплотехника | 10 комментариев

В статье рассмотрен расчет мощности теплового потока от горизонтальных и вертикальных плоских поверхностей тела, помещенного в «безразмерное» воздушное пространство при принудительной и естественной конвекции с учетом радиационной составляющей теплоотдачи.

Зная коэффициент теплоотдачи на поверхности (α), разделяющей твердое тело и окружающее это тело воздушное пространство, очень просто определить мощность теплового потока (Q) по известной разности температур (Δt).

Q=α*A*Δt, Вт – мощность теплового потока от или к поверхности тела.

  • α=αк+αр, Вт/(м2*К) – суммарный коэффициент теплоотдачи на границе воздух – поверхность тела
    • αк=?, Вт/(м2*К) – коэффициент конвективной теплоотдачи
    • αр=ε*5,67*10-8*((tп+273,15)4— (tв+273,15)4)/(tп-tв)), Вт/(м2*К) – коэффициент радиационной теплоотдачи (теплоотдачи излучением), ε – степень черноты поверхности
  • А, м2 – площадь поверхности
  • Δt=|tп-tв|, К – разность температур поверхности и воздушной среды
    • tп, °C – температура поверхности
    • tв, °C – температура воздуха

Основная сложность расчета заключается в определении коэффициента конвективной теплоотдачи (αк)! Автоматизировать в первую очередь решение этой трудоемкой задачи поможет Excel.

Нестабильность процесса естественной конвекции у поверхностей различной формы и расположения в пространстве породила большое разнообразие эмпирических формул для вычисления коэффициента конвективной теплоотдачи (αк). Неизбежные погрешности экспериментальных данных привели к тому, что результаты вычислений для одних и тех же поверхностей и условий по формулам разных авторов отличаются друг от друга на 20% и более.

После тщательного детального ознакомления с материалами современных западных изданий по теплообмену (список литературы – в конце статьи) были выбраны формулы, рекомендованные к применению большинством авторов, для использования в представленной далее программе в Excel.

Схемы теплообмена:

На представленных ниже рисунках показаны 8 вариантов схем, для которых программа может выполнить вычисления.

Розовый цвет пластин свидетельствует о том, что они горячее окружающего воздуха. Голубой цвет – пластины холоднее воздуха.

На схемах 1а и 1б воздух принудительно движется (вентилятор, ветер) вдоль поверхности пластины независимо от её ориентации в пространстве. На всех остальных схемах окружающий воздух находится в спокойном состоянии (помещение, полный штиль), а положение пластин сориентировано в пространстве.

Расчет в Excel:

Формулы алгоритма программы:

t0=(tв+tп)/2

l0=L – для схем 1а и 1б

l0=(B*L)/(2*(B+L)) – для схем 2а, 2б, 3а, 3б, 4а, 4б

Для определения теплофизических параметров воздуха при определяющей температуре (t0) в диапазоне -70°C … +1200°C использованы формулы из предыдущей статьи на сайте.

Re=w*l0

Gr=g*β*|tпtв|*l032

Ra=Gr*Pr

αк=Nu*λ/l0

αр=ε*0,00000005670367*((tп+273,15)4— (tв+273,15)4)/(tп-tв)) – при tв<tп

*)αр=0 – при tв>tп

α=αк+αр

q=α*(tп-tв)

Q=q*B*L

*)Нагрев поверхностей Солнцем или иными источниками теплового излучения программой игнорируется.

Вычисление теплофизических параметров воздуха и числа Нуссельта, как видно из вышеприведенных формул, являются ключевыми и самыми трудоемкими при определении конвективного коэффициента теплоотдачи.

Тестирование программы проводилось на примерах из книг, представленных в  конце статьи. Отклонения результатов в основном не выходили за пределы ±5%.

Замечание:

В отечественной теплотехнической литературе для решения рассмотренных задач широко используются формулы второй половины прошлого века М.А. Михеева и В.П. Исаченко, которые в современной западной литературе не упоминаются. Беглый сравнительный анализ результатов расчетов по формулам разных авторов дал противоречивые и неоднозначные ответы. Если при принудительной конвекции результаты фактически идентичны, то при естественной конвекции отличаются порой на 30% и более, но иногда почти совпадают…

Литература:
  1. John H. Lienhard IV, John H. Lienhard V, A Heat Transfer Textbook (Fifth Edition), 2019.
  2. Frank Kreith, Raj M. Manglik, Mark S. Bohn, Principles of heat transfer (Seventh Edition), 2011.
  3. Adrian Bejan, Convection Heat Transfer (Fourth Edition), 2013.
  4. Michel Favre-Marinet, Sedat Tardu, Convective Heat Transfer, 2009.
  5. Harlan H. Bengtson, Convection Heat Transfer Coefficient Estimation, 2010.
  6. Rajendra Karwa, Heat and Mass Transfer, 2017.
  7. Stuart W. Churchill, Humbert H. S. Chu, Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a vertical plate, International Journal of Heat and Mass Transfer, Volume 18, Issue 11, November 1975.
  8. http://people.csail.mit.edu/jaffer/SimRoof/Convection/
  9. И. И. Кирвель, М. М. Бражников, Е. Н. Зацепин ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ПРОЦЕССАХ ТЕПЛООБМЕНА, 2007.

Прошу уважающих труд автора  скачать файл с программой после подписки на анонсы статей!

Ссылка на скачивание файла: koehfficient-teplootdachi-poverhnost-vozduh (xlsx 225KB).

P. S. (01.11.2020)

Дополнение по естественной конвекции у вертикальной поверхности:

Если построить графики по вышеприведенным формулам Черчилля и Чу для числа Нуссельта при естественной конвекции у вертикальной изотермической поверхности (схемы 2а и 2б), то можно увидеть, что при Ra=109 кривые не совпадают!

По этому поводу авторы формул Черчилль и Чу дают примерно следующее пояснение: «уравнение, основанное на исследованиях Черчилля и Усаги Nu=(0,825+0,387*Ra1/6/(1+(0,492/Pr)9/16)8/27)2 дает хорошие результаты для средней теплопередачи при свободной конвекции у изотермической вертикальной пластины во всем диапазоне значений Ra и Pr от 0 до , даже если оно не работает для обозначения дискретного перехода от ламинарного к турбулентному потоку». Линхарды в [1] отмечают, что рассматриваемое уравнение чуть менее точно для ламинарных условий при Ra<109 и рекомендуют в этом диапазоне использовать первое уравнение тех же авторов Nu=0,68+0,67*Ra¼/(1+(0,492/Pr)9/16)4/9. Хотя, судя по графикам, в диапазоне Ra<107 для воздуха обе функции чрезвычайно близки друг к другу.

Еще один нюанс, который встретился только у Линхардов в [1]: «свойства флюида следует оценивать при t0=(tв+tп)/2 за одним исключением, если флюид – газ, то коэффициент объемного расширения β следует определять при t0=tв». Но сами авторы зависимостей Черчилль и Чу о таком условии ничего не пишут. По этому поводу в их статье [7], говорится, что «для больших температурных перепадов, когда физические свойства существенно различаются, Ид рекомендует оценивать физические свойства как средние значения температуры поверхности и объема, а Уайли дает более подробные теоретические указания для режима ламинарного пограничного слоя».

Максимальная относительная ошибка для Nu=(0,825+0,387*Ra1/6/(1+(0,492/Pr)9/16)8/27)2, если β=1/tв вместо β=2/( tв+tп), составляет в процентах:

ε=(((tв+tп)/(2*tв))1/3-1)*100%, или

ε=((|(tпtв)|/(2*tв)+1)1/3-1)*100%

Как видно из графика при температуре среды – воздуха tв=20°C=293,15K и при перепаде температур поверхности и воздуха Δt=|tпtв|<90 °C максимальная погрешность ε не превышает 5%.

При Δt>90 °C расхождение результатов быстро нарастает.

Правы Линхарды или множество других авторов, рассчитывающих все свойства флюидов при одном значении определяющей температуры t0=(tв+tп)/2? Однозначного ответа у меня нет.

(По материалам Обри Джаффера [8].)

Эмпирические уравнения для суммарного коэффициента теплоотдачи:

В инженерных расчетах для быстрого приближенного определения суммарного коэффициента теплоотдачи, учитывающего и конвекцию, и излучение на границе поверхность тела – среда, можно использовать более простые зависимости, приведенные в [9].

При расчете тепловых потерь через наружные поверхности тел, которые находятся в спокойном воздухе закрытых помещений, можно применить нижеприведенные формулы. Результаты вычислений по этим формулам достаточно близки к результатам более точных расчетов.

α=9,74+0,07*(tп-tв), Вт/(м2*°C)  при tп<150 °C

α=9,3+0,058*tп, Вт/(м2*°C)  при tп=50…350 °C

On-line калькуляторы для расчетов коэффициентов конвективной теплоотдачи от плоских, цилиндрических и сферических поверхностей:

Инструменты представлены Группой исследований теплопередачи (HTRG). Группа была создана в 2014 году преподавателями Лаборатории теплотехники и жидкостей факультета машиностроения инженерной школы Сан-Карлоса (EESC) Университета Сан-Паулу (USP) для проведения передовых, качественных фундаментальных и прикладных исследований по вопросам теплопередачи для многофазных и однофазных систем.

www.heatgroup.eesc.usp.br/tools/

Точность результатов вычислений не проверял.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Коэффициент теплоотдачи, формула и примеры

Определение и формула коэффициента теплоотдачи

Конвективный теплообмен — обмен теплотой между частями жидкости (газа), имеющими разную температуру или между жидкостью (газом) и твердым телом. Конвективный теплообмен между жидкостью и твердым телом называют теплоотдачей.

Этот коэффициент часто используют в гидроаэродинамике, когда исследуют конвективный теплообмен. Часто ее обозначают буквой . Коэффициент равен:

   

где — плотность теплового потока, — температурный напор. Величина q — это количество теплоты, которое передается через единичную площадь поверхности тела в единицу времени. находят как модуль разности температур жидкости и поверхности тела. Иногда температурный напор находят, например, в случае обтекания тела потоком сжимаемой жидкостью, считают равным модулю разности температуры жидкости далеко от тела и температурой поверхности тела, которая была бы в отсутствии теплообмена.

Коэффициент теплоотдачи зависит от скорости потока носителя тепла, вида течения, какова геометрия поверхности твердого тела и т.д. Это сложная величина и ее невозможно определить общей формулой. Обычно коэффициент теплоотдачи находят экспериментально.

Так, для условий свободной конвекции воздуха: (Вт/м2К), воды: (Вт/м2К). При вынужденной конвекции величины коэффициента теплоотдачи колеблются в пределах: для воздуха: (Вт/м2К), для воды: (Вт/м2К).

Формула Ньютона-Рихмана

Коэффициент теплоотдачи входит в выражение для потока тепла в веществе жидкой или газообразной среды с интенсивным изменением температуры при увеличении расстояния от охлаждаемого или нагреваемого объекта:

   

где — количество теплоты, которая отводится от поверхности, имеющую площадь S, — температура вещества (жидкости, газа), — температура поверхности тела. Выражение (2) называется формулой Ньютона — Рихмана.

Так как интенсивность теплообмена может изменяться при передвижении вдоль площади соприкосновения жидкого носителя с поверхностью твердого тела, вводят местный коэффициент теплоотдачи, который равен:

   

На практике чаще применяют средний коэффициент теплоотдачи , вычисляя его по формуле:

   

где температуры берут средние для поверхности и для вещества.

Дифференциальное уравнение теплоотдачи

Дифференциальное уравнение теплоотдачи показывает связь между коэффициентом теплоотдачи и полем температур среды (жидкости или газа):

   

где , — градиент температуры, индекс n=0 значит то, что градиент берут на стенке.

Критерий Нуссельта

Критерий Нуссельта () является характеристикой теплообмена на границе между жидкостью и стеной:

   

где — характерный линейный размер, — коэффициент теплопроводности жидкости. Для стационарного процесса критерий Нуссельта находят, используя критериальное уравнение конвективного теплообмена:

   

где постоянные. — критерий Рейнольдса, — критерий Прандтля, — критерий Грасгофа.

Коэффициент теплоотдачи и его связь с коэффициентом теплопередачи

Коэффициентом теплопередачи через плоскую стенку связан с коэффициентами теплоотдачи выражением:

   

где — коэффициент теплоотдачи от первой среды к стенке, — коэффициент теплоотдачи от стенки ко второй среде, — толщина стенки, — коэффициент теплопроводности стенки.

Единицы измерения

Основной единицей измерения коэффициента теплоотдачи в системе СИ является:

=Вт/м2К

Примеры решения задач

Таблицы общих коэффициентов теплопередачи и уравнения | Инженеры Edge

Таблицы и уравнения общего коэффициента теплопередачи

Справочник по термодинамике | Справочник по теплопередаче

Таблица общих коэффициентов теплопередачи:

Коэффициент теплопередачи – это коэффициент пропорциональности между тепловым потоком и термодинамической движущей силой для потока тепла (т.е.е., перепад температур, ΔT):

ч = q / (Ц – К)

где:

q: необходимое количество тепла (тепловой поток), Вт / м2, т.е. тепловая мощность на единицу площади, q = d \ dot {Q} / dA
h: коэффициент теплопередачи, Вт / (м 2 K)
Ts = Температура твердой поверхности
K = Температура окружающей среды для жидкости

Используется при расчете теплопередачи, обычно за счет конвекции или фазового перехода между жидкостью и твердым телом. Коэффициент теплопередачи выражается в единицах СИ в ваттах на квадратный метр кельвина: Вт / (м 2 K). Коэффициент теплопередачи обратен теплоизоляции. Он используется для строительных материалов (значение R) и для утепления одежды.

Связанные ресурсы:

Таблица общих коэффициентов теплопередачи Трубы и трубки

Типы

Приложение

Общий коэффициент теплопередачи – U –

Вт / (м 2 K) БТЕ / (фут 2 o F ч)
Трубчатый, для обогрева или охлаждения Газ атмосферного давления внутри и снаружи труб 5–35 1–6
Газ под высоким давлением внутри и снаружи трубок 150–500 25–90
Жидкость снаружи (внутри) и газ при атмосферном давлении внутри (снаружи) трубок 15–70 3–15
Газ при высоком давлении внутри и жидкость снаружи трубы 200–400 35–70
Жидкости внутри и снаружи пробирки 150–1200 25–200
Пар снаружи и жидкость внутри трубок 300–1200 50–200
Трубчатая, конденсационная Пар снаружи и охлаждающая вода внутри трубок 1500–4000 250–700
Органические пары или аммиак снаружи и охлаждающая вода внутри трубок 300–1200 50–200
Трубчатая, испарительная пар снаружи и высоковязкая жидкость внутри трубок, естественная циркуляция 300–900 50–150
пар снаружи и маловязкая жидкость внутри трубок, естественная циркуляция 600–1700 100–300
пар снаружи и жидкость внутри трубок, принудительная циркуляция 900–3000 150–500
Теплообменники с воздушным охлаждением Охлаждение воды 600–750 100–130
Охлаждение жидких легких углеводородов 400–550 70–95
Охлаждение гудрона 30–60 5–10
Охлаждение воздуха или дымовых газов 60–180 10–30
Охлаждение углеводородного газа 200–450 35–80
Конденсация пара низкого давления 700–850 125–150
Конденсация органических паров 350–500 65–90
Пластинчатый теплообменник жидкость в жидкость 1000–4000 150–700
Спиральный теплообменник жидкость в жидкость 700–2500 125–500
конденсация пара в жидкость 900–3500 150–700

Таблица общих коэффициентов теплопередачи Теплообменники

Нагреватели (без фазового перехода)

Горячая жидкость Холодная жидкость Общий U
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Пар Воздух 10–20
Пар Вода 250–750
Пар Метанол 200–700
Пар Аммиак 200–700
Пар Водные растворы 100–700
Пар Легкие углеводороды
(вязкость <0. 5 сП)
100–200
Пар Средние углеводороды
(0,5 сП <вязкость <1 сП)
50–100
Пар Тяжелые углеводороды
(вязкость> 1)
6–60
Пар Газы 5–50
Даутерм Газы 4-40
Даутерм Тяжелая нефть 8–60
Дымовые газы Ароматический углеводород и пар 5–10

Таблица общих коэффициентов теплопередачи Промышленные испарители

Испарители

Горячая жидкость Холодная жидкость Общий U
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Пар Вода 350–750
Пар Растворители органические 100–200
Пар Легкие нефтепродукты 80–180
Пар Тяжелые масла (вакуум) 25–75
Вода Хладагент 75–150
Органические растворители Хладагент 30–100

Таблица общих коэффициентов теплопередачи Промышленные охладители

Охладители (без фазового перехода)

Холодная жидкость Горячая жидкость Общий U
(БТЕ / час-фут 2 -F)
Вода Вода 150–300
Вода Органический растворитель 50–150
Вода Газы 3–50
Вода Легкие нефтепродукты 60–160
Вода Тяжелая нефть 10–50
Легкое топливо Органический растворитель 20–70
рассол Вода 100–200
рассол Органический растворитель 30–90
рассол Газы 3–50
Органические растворители Растворители органические 20–60
Тяжелые масла Тяжелая нефть 8–50

Таблица общих коэффициентов теплопередачи Промышленные конденсаторы

Конденсаторы

Холодная жидкость Горячая жидкость Общий U
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Вода Пар (давление) 350-750
Вода Пар (вакуум) 300–600
Вода или рассол Органический растворитель (насыщенный, атмосферный) 100–200
Вода или рассол Органический растворитель (атмосферный, неконденсирующийся) 20–80
Вода или рассол Органический растворитель (насыщенный, вакуум) 50–120
Вода или рассол Органический растворитель (вакуум, неконденсирующиеся с высокой степенью конденсации) 10–50
Вода или рассол Ароматические пары (атмосферные, неконденсирующиеся) 5–30
Вода Углеводород низкокипящий (атмосферный) 80–200
Вода Высококипящий углеводород (вакуум) 10–30

Таблица общих коэффициентов теплопередачи Различные жидкости

без изменения фазы

Жидкость Коэффициент пленки
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Вода 300–2000
Газы 3–50
Органические растворители 60–500
Масла 10–120

Таблица общих коэффициентов теплопередачи Конденсирующие жидкости

Конденсационный

Жидкость Коэффициент пленки
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Пар 1000–3000
Органические растворители 150–500
Легкие масла 200–400
Тяжелые масла (вакуум) 20–50
Аммиак 500–1000

Таблица общего коэффициента теплопередачи Испарение

Таблица общего коэффициента теплопередачи Различные жидкости (жидкости и газы)

Коэффициенты теплопередачи жидкости – комбинации поверхностей теплообменников

Общий коэффициент теплопередачи используется для расчета общей теплопередачи через стену или конструкцию теплообменника. Общий коэффициент теплопередачи зависит от жидкостей и их свойств по обе стороны стены, свойств стены и поверхности передачи.

Для практически неподвижных жидкостей – средние значения общего коэффициента теплопередачи за счет различных комбинаций жидкостей с обеих сторон стены и типа стены – указаны в таблице ниже:

Жидкость Материал на поверхности передачи Жидкость Общий коэффициент теплопередачи
– U –
(БТЕ / (футы 2 часов o F)) (Вт / (м 2 K))
Вода Чугун Воздух или газ 1.4 7,9
Вода Низкоуглеродистая сталь Воздух или газ 2,0 11,3
Вода Медь Воздух или газ 2,3 13,1
Вода Чугун Вода 40-50 230-280
Вода Мягкая сталь Вода 60-70 340-400
Вода Медь Вода 60-80 340-455
Воздух Чугун Воздух 1. 0 5,7
Воздух Низкоуглеродистая сталь Воздух 1,4 7,9
Пар Чугун Воздух 2,0 11,3
Пар Мягкая сталь Воздух 2,5 14,2
Пар Медь Воздух 3,0 17
Пар Чугун Вода 160 910
Пар Мягкая сталь Вода 185 1050
Пар Медь Вода 205 1160
Пар Нержавеющая сталь Вода 120 680

Обратите внимание, что эти коэффициенты верны. у грубый.Они зависят от скорости жидкости, вязкости, состояния поверхностей нагрева, величины перепада температур и т. Д. Для точных расчетов – всегда проверяйте производственные данные.

Пример – теплообменник вода-воздух из меди

Примерная оценка удельной теплопередачи в медном теплообменнике с водой (средняя температура 80 o ° C ) с одной стороны и воздухом (средняя температура 20 o C ) с другой стороны – где общий коэффициент теплопередачи U равен 13.1 Вт / (м 2 K) – можно рассчитать как

q = (13,1 Вт / (м 2 K)) ((80 o C) – (20 o C))

= 786 Вт / м 2

≈ 750-800 Вт / м 2

Конвективная теплопередача

Тепловая энергия, передаваемая между поверхностью и движущейся жидкостью с разными температурами, – известна как конвекция .

На самом деле это комбинация диффузии и объемного движения молекул.Вблизи поверхности скорость жидкости мала, и преобладает диффузия. На расстоянии от поверхности объемное движение усиливает влияние и преобладает.

Конвективная теплопередача может быть

  • принудительной или вспомогательной конвекцией
  • естественной или свободной конвекцией

Принудительной или вспомогательной конвекцией

Принудительная конвекция возникает, когда поток жидкости вызывается внешняя сила, такая как насос, вентилятор или смеситель.

Естественная или свободная конвекция

Естественная конвекция вызывается силами плавучести из-за разницы плотности, вызванной колебаниями температуры в жидкости. При нагревании изменение плотности в пограничном слое приведет к тому, что жидкость поднимется и будет заменена более холодной жидкостью, которая также будет нагреваться и подниматься. Это продолжающееся явление называется свободной или естественной конвекцией.

Процессы кипения или конденсации также называют конвективными процессами теплопередачи.

  • Теплопередача на единицу поверхности за счет конвекции была впервые описана Ньютоном, и это соотношение известно как Закон охлаждения Ньютона .

Уравнение конвекции может быть выражено как:

q = h c A dT (1)

где

q = теплопередача за единицу времени (Вт, БТЕ / ч)

A = площадь теплопередачи поверхности (м 2 , фут 2 )

час c = коэффициент конвективной теплопередачи процесса ( Вт / (м 2o C, Btu / (фут 2 h o F) )

dT = разница температур между поверхностью и основной жидкостью ( o C, F)

Коэффициенты теплопередачи – единицы

Коэффициенты конвективной теплопередачи

Коэффициенты конвективной теплопередачи – ч c в зависимости от t тип среды, будь то газ или жидкость, и свойства потока, такие как скорость, вязкость и другие свойства, зависящие от потока и температуры.

Типичные коэффициенты конвективной теплопередачи для некоторых распространенных применений потока жидкости:

  • Свободная конвекция – воздух, газы и сухие пары: 0,5 – 1000 (Вт / (м 2 K))
  • Свободная конвекция – вода и жидкости: 50 – 3000 (Вт / (м 2 K))
  • Принудительная конвекция – воздух, газы и сухие пары: 10 – 1000 (Вт / (м 2 K))
  • Принудительная конвекция – вода и жидкости: 50 – 10000 (Вт / (м 2 K))
  • Принудительная конвекция – жидкие металлы: 5000 – 40000 (Вт / (м 2 K))
  • Кипящая вода: 3.000 – 100,000 (Вт / (м 2 K))
  • Водяной пар конденсата: 5. 000 – 100,000 (Вт / (м 2 K))
Коэффициент конвективной теплопередачи для воздуха

Коэффициент конвективной теплопередачи для потока воздуха может быть приблизительно равен

ч c = 10,45 – v + 10 v 1/2 (2)

, где

h c = коэффициент теплопередачи (кКал / м 2 ч ° C)

v = относительная скорость между поверхностью объекта и воздухом (м / с)

Начиная с

1 ккал / м 2 ч ° С = 1.16 Вт / м 2 ° C

– (2) можно изменить на

ч cW = 12,12 – 1,16 в + 11,6 в 1/2 (2b)

где

ч cW = коэффициент теплопередачи (Вт / м 2 ° C )

Примечание! – это эмпирическое уравнение, которое может использоваться для скоростей от 2 до 20 м / с .

Пример – конвективная теплопередача

Жидкость течет по плоской поверхности 1 м на 1 м. Температура поверхности 50 o C , температура жидкости 20 o C и коэффициент конвективной теплопередачи 2000 Вт / м 2o С . Конвективный теплообмен между более горячей поверхностью и более холодным воздухом можно рассчитать как

q = (2000 Вт / (м 2o C)) ((1 м) (1 м)) ((50 o C) – (20 o C))

= 60000 (Вт)

= 60 (кВт)

Калькулятор конвективной теплопередачи

Таблица конвективной теплопередачи

Конвекция Коэффициент теплопередачи – обзор

Оцените температуру воздуха на выходе и эффективность коллектора, показанного на рисунке 3.30 для следующих технических характеристик коллектора:

Ширина коллектора, Вт = 1,2 м.

Длина коллектора, L = 4 м.

Глубина воздушного канала, с = 15 мм.

Полная инсоляция, G t = 890 Вт / м 2

Температура окружающей среды, T a = 15 ° C = 288 K.

Эффективное (τα) = 0,90.

Коэффициент тепловых потерь, U L = 6.5 Вт / м 2 -К.

Коэффициент излучения пластины поглотителя, ε p = 0,92.

Коэффициент излучения задней пластины, ε b = 0,92.

Массовый расход воздуха = 0,06 кг / с.

Температура входящего воздуха, T i = 50 ° C = 323 K.

Решение

Здесь нам нужно начать с принятия значений для T p и T b .Для экономии времени подобраны правильные значения; но в реальной ситуации решение нужно искать путем итераций. Предполагаемые значения: T p = 340 K и T b = 334 K (они должны быть в пределах 10 K). По этим двум температурам можно определить среднюю температуру воздуха из

4 (Tm, air) 3 = (Tp + Tb) (Tp2 + Tb2)

, откуда

Tm, воздух = (Tp + Tb) (Tp2 + Tb2) 43 = (340 + 334) (3402 + 3342) 43 = 337 K

Коэффициент радиационной теплопередачи от поглотителя к задней пластине равен

ч, p-g2 = σ ( Tp + Tb) (Tp2 + Tb2) (1 / ɛp) + (1 / ɛb) -1 = (5.67 × 10-8) (340 + 334) (3402 + 3342) (1 / 0,92) + (1 / 0,92) -1 = 7,395 Вт / м2-К

От T м , воздух , следующие свойства воздуха можно получить из Приложения 5:

μ = 2,051 × 10-5 кг / м-ск = 0,029 Вт / м-Kcp = 1008 Дж / кг-K

Из гидродинамики гидравлический диаметр воздушный канал имеет вид

D = 4 (Площадь поперечного сечения потока, периметр, соприкасающийся с водой) = 4 (Ws2W) = 2s = 2 × 0,015 = 0,03

Число Рейнольдса определяется как

Re = ρVDμ = m˙DAμ = 0. 06 × 0,03 (1,2 × 0,015) × 2,051 × 10-5 = 4875,5

Следовательно, поток является турбулентным, для которого применимо следующее уравнение: Nu = 0,0158 (Re) 0,8 . Поскольку Nu = ( h c D ) / k , коэффициент конвективной теплопередачи определяется как

hc, pa = hc, ba = (kD) 0,0158 (Re) 0,8 = (0,0290,03) 0,0158. (4875,5) 0,8 = 13,625 Вт / м2-К

Из уравнения. (3,69),

h = hc, p-a + 1 (1 / hc, ba) + (1 / hr, pb) = 13,625 + 1 (1 / 13,625) + (1 / 7,395) = 18,4 Вт / м2-К

Из уравнения.(3,72),

F ′ = hh + UL = 18,418,4 + 6,5 = 0,739

Поглощенное солнечное излучение составляет

S = Gt (τα) = 890 × 0,9 = 801 Вт / м2

Из уравнения. (3,74),

To = Ti + 1UL [S-UL (Ti-Ta)] [1-exp (-AcULF′m˙cp)] = 323+ (16,5) [801-6,5 (323-288)] [1-exp (- (1,2 × 4) × 6,5 × 0,7390,06 × 1007)] = 351 K

Следовательно, средняя температура воздуха составляет ½ (351 + 323) = 337 K, что равно значению предполагалось раньше. Если есть разница в двух средних значениях, требуется итерация. Для такого рода задач требуется всего одна итерация, чтобы найти правильное решение с использованием предполагаемых значений, которые дают новую среднюю температуру.

Из уравнения. (3,58),

FR = m˙cpAcUL {1-exp [-ULF’Acm˙cp]} = 0,06 × 1008 (1,2 × 4) × 6,5 {1-exp [-6,5 × 0,739 × (1,2 × 4) 0,06 × 1008]} = 0,614

Из уравнения. (3,76),

Qu = AcFR [S-UL (Ti-Ta)] = (1,2 × 4) × 0,614 [801-6,5 (323-288)] = 1690 Вт

Наконец, эффективность коллектора составляет

η = QuAcGt = 1690 (1,2 × 4) × 890 = 0,396

Типичные значения коэффициентов теплопередачи

Коэффициенты теплопередачи

Часто бывает полезно определить значения общих коэффициентов теплопередачи. при выполнении неточных действий, таких как предварительная оценка стоимости проекта и базовая оценка производительности теплообменника.

Уравнение, которое связывает общий коэффициент теплопередачи с тепловой нагрузкой а площадь теплообмена:

Q = U * A * DT лм

Где:

Q = тепловая нагрузка

U = общий коэффициент теплопередачи

A = площадь теплопередачи

DT лм = средняя логарифмическая температура разница

Общие коэффициенты теплопередачи зависят от многих параметров, таких как характер жидкости, скорости жидкости, тип теплообменника, температуры и загрязнения. Несмотря на все эти определяющие параметры, Типовые общие коэффициенты теплопередачи доступны для общих применений и жидкостей. Если мало информации о процессе и параметрах Изложенное выше доступно, следующие значения могут использоваться в качестве руководства для общих коэффициентов теплопередачи:

Разумный Пар: 30 БТЕ / час-фут 2 -F

Явное нагревание / охлаждение или конденсация: 100 БТЕ / ч-фут 2 -F

Кипячение: 120 БТЕ / ч-фут 2 -F

Когда доступна дополнительная информация о жидкостях и процессе, можно использовать общую теплопередачу значения коэффициентов в таблицах ниже в качестве ориентира для определения порядка величины.Фактические общие коэффициенты теплопередачи могут быть меньше или больше значений перечисленные.

Нагреватели (без фазового перехода)

Горячая жидкость Холодная жидкость В целом U
(БТЕ / час-фут 2 -F)
Пар Воздух 10 – 20
Пар Вода 250 – 750
Пар Метанол 200 – 700
Пар Аммиак 200 – 700
Пар Водный растворы 100-700
Пар Легкие углеводороды
(вязкость <0. 5 сП)
100-200
Пар Средние углеводороды
(0,5 сП <вязкость <1 сП)
50 – 100
Пар Тяжелый углеводороды
(вязкость> 1)
6-60
Пар Газы 5-50
Dowtherm Газы 4-40
Dowtherm Тяжелые масла – 60
Дымовой газ Ароматический углеводород и пар 5 – 10

Испарители

Горячие Жидкость Холодная жидкость Общий U
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Пар Вода 350 – 750
Пар Органический растворители 100-200
Пар Легкие масла 80 – 180
Пар Тяжелый масла (вакуум) 25-75
Вода Хладагент 75 – 150
Органические растворители Хладагент 30 – 100

Охладители (без фазового перехода)

Холодная жидкость Горячая жидкость В целом U
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Вода Вода 150 – 300
Вода Органическое растворитель 50-150
Вода Газы 3 – 50
Вода Свет масла 60 – 160
Вода Тяжелая масла 10 – 50
Легкое масло Органическое растворитель 20-70
Рассол Вода 100 – 200
Рассол Органический растворитель 30-90
Рассол Газы 3 – 50
Органические растворители Органические растворители 20-60
Тяжелые масла Тяжелые масла 8 – 50

Конденсаторы

Холодный Жидкость Горячая жидкость Общий U
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Вода Пар (давление) 350-750
Вода Пар (вакуум) 300-600
Вода или рассол Органический растворитель (насыщенный, атмосферный) 100 – 200
Вода или рассол Органический растворитель (атмосферный, без конденсата) 20 – 80
Вода или рассол Органический растворитель (насыщенный, вакуум) 50-120
Вода или рассол Органический растворитель (вакуум, высокая неконденсируемость) 10-50
Вода или рассол Ароматические пары (атмосферный без конденсата) 5 – 30
Вода Низкая кипящий углеводород (атмосферный) 80-200
Вода Высококипящий углеводород (вакуум) 10-30

Когда процесс четко определен, можно использовать коэффициенты теплоотдачи пленки. для расчета общего коэффициента теплопередачи.

Общий коэффициент теплоотдачи можно рассчитать из коэффициентов пленки по формуле:

1 = 1 + рэнд из + рэнд + R io + 1

U h out h io

Где:

U = в целом коэффициент теплопередачи

ч на выходе = коэффициент пленки на внешней поверхности

R на выходе = сопротивление из-за загрязнения на внешней поверхности

R wo = сопротивление из-за к металлической стенке зоны теплопередачи (с поправкой на внешнюю сторону)

R io = сопротивление из-за загрязнения на внутренней поверхности (с поправкой на внешнюю)

h io = = коэффициент пленки на внутренней поверхности (с поправкой на снаружи)

Чтобы использовать вышеприведенное уравнение, значения коэффициентов теплопередачи пленки должен быть определен. Коэффициенты пленки, как и общие коэффициенты, зависят от многих параметров, таких как природа жидкости, тип теплообменника, скорость жидкости, транспортные свойства и температура. В таблицах ниже приведены примеры значений коэффициентов пленки для различных применений. Опять же, их следует использовать в качестве руководства относительно порядка величины, и фактические коэффициенты пленки могут быть меньше или больше, чем перечисленные значения.

нет фазовый переход

Жидкость Пленка Коэффициент
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Вода 300 – 2000
Газы 3 – 50
Органические растворители 60 – 500
Масла 10 – 120

Конденсатор

Жидкость Пленка Коэффициент
(БТЕ / час-фут 2 -F)
Пар 1000 – 3000
Органические растворители 150 – 500
Легкие масла 200 – 400
Тяжелые масла (вакуум) 20 – 50
Аммиак 500 – 1000

Испарение

Жидкость Пленка Коэффициент
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Вода 800 – 2000
Органические растворители 100 – 300
Легкие масла 150 – 300
Тяжелые масла 10 – 50
Аммиак 200 – 400

Информация предназначена только для образовательных целей – используйте на свой страх и риск.

Страница проектирования> Теплообменники> Типичные общие коэффициенты теплопередачи

90 054
923
Кожухотрубные теплообменники Горячая жидкость Холодная жидкость U [Вт / м 2 C]

Теплообменники Вода Вода 800-1500
Органические растворители Органические растворители 100-300
Легкие масла Легкие масла 100-400
Тяжелая нефть Тяжелая нефть 50-300
Восстановленная нефть Мгновенная сырая нефть 35-150
Регенерированная DEA Foul DEA 450 – 650
Газы (p = атм) Газы (p = атм) 5-35
Газы (p = 200 бар) Газы (p = 200 бар) 100 – 300
Охладители Органические растворители Вода 250-750
Легкие нефти Вода 350-700
Тяжелые нефти Вода 60-300
Восстановленная нефть Вода 75-200
Газы ( p = атм) Вода 5-35
Газы (p = 200 бар) Вода 150-400
Газы Вода 20-300
Органические растворители Рассол 150-500
Вода Рассол 600-1200
Газы Рассол 15-250
Нагреватели Пар Вода 1500 – 4000
Пар Органические растворители 500 – 1000
Пар Легкие нефтепродукты 300 – 900
Пар Тяжелые нефтепродукты 60 – 450
Пар Газы 30 – 300
Теплообмен (горячий) Нефть Тяжелые масла 50-300
Теплообмен (горячий) Масло Газы 20-200
Дымовые газы Пар 30 – 100
Дымовые газы Пары углеводородов 30-100
Конденсаторы Пары Aqueouos Вода 1000-1500
пары Вода 700 – 1000
Нефтепереработка углеводороды Вода 400 – 550
Пары с неконденсируемыми веществами Вода 500-700
Вакуумные конденсаторы Вода 200-500
Пары
Пар Растворы Aqueouos 1000 – 1500
Пар Легкие органические вещества 900 – 1200
Пар Тяжелые органические вещества 600 – 900
Теплообмен (горячее) масло Нефтепереработка углеводородов 250-550

Теплообменники с воздушным охлаждением Технологическая жидкость U [Вт / м 2 C]

Вода 300-450
Легкая органика 300-700
Тяжелая органика 50-150
Газы 50-300
Конденсируемые углеводороды 300-600

Погружные змеевики Катушка Бассейн U [Вт / м 2 C]

Естественная циркуляция Пар Разбавленные водные растворы 500 – 1000
Пар Легкие нефтепродукты 200-300
Пар Тяжелые масла 70-150
Растворы Aqueouos Вода 200-500
Легкие нефтепродукты Вода 100-150
С перемешиванием Пар Разбавленные водные растворы 800-1500
Пар Легкие нефтепродукты 300-500
Пар Тяжелые нефтепродукты 200-400
Водные растворы Вода 400-700
Легкие масла Вода 200-300

Сосуды с рубашкой Куртка Судно U [Вт / м 2 C]

Пар Разбавленные водные растворы 500-700
Пар Легкие органические вещества 250-500
Вода Разбавленные водные растворы 200 – 500
Вода Легкие органические вещества 200 – 300

Таблица коэффициентов конвективной теплопередачи

Опубликовать ваши комментарии?

Таблица коэффициентов конвективной теплопередачи

2 часа назад Таблица коэффициентов конвективной теплопередачи Диаграмма Следующая таблица графиков типичных конвективных коэффициентов теплопередачи для жидкостей и конкретных приложений. Типовые значения коэффициента теплоотдачи . Тип потока (Вт / м 2 K) Принудительная конвекция ; низкоскоростной поток воздуха над поверхностью: 10.

Воздух: от 10 до 100

Тип потока: (Вт / м2 · K)

Кипящая вода: от 3.000 до 100.000

Принудительная конвекция; расплавленные металлы: от 2000 до 45000

Веб-сайт: Engineersedge.com