Файл: Календерьян В.А. Теплоотдача плотного движущегося слоя и методы ее интенсификации.pdf

Д л я иллюстрации на рис. V. 19 приведено распределение безраз-

•&

мерной избыточной температуры (Ѳ = ~ ) по поверхности ребра с

о

параметрами h = 30 мм, 2Ь = 33 мм, б р = 2 мм, \ , = 50 втім-град,

— ь

m = 65,5 м"1, Bi = т-р = 0,07. Расчеты показывают: 1).чем выше

Л Р

комплекс p/rt, тем заметнее изменяется температура по высоте реб-

0.6- II •

1) коэффициент эффективности для срезанного ребра в основ­ ном зависит от \i\h\ влияние критерия Ві незначительно (при изме­ нении Ві от 0,02 до 0,8 Ет изменяется от 0,75 до 0,82 при ці/і = 1);

2)в большинстве случаев можно ограничиться первым членом ряда в уравнении (Ѵ.23), так как ряд быстросходящийся;

3)коэффициент эффективности для срезанных ребер тем больше

отличается от Ет для прямых ребер, чем больше критерий Ві; 4) если пренебречь теплоотдачей с боковых граней (тонкое, вы­

сокое ребро), задача переходит в одномерную.

124

и соответствующие исходные критериальные уравнения (см. выше). Они позволяют сопоставить интенсивность конвективного теплооб­ мена гладких и оребренных поверхностей при различных режимных и геометрических характеристиках и установить, является ли оребрение средством интенсификации теплообмена в истинном смысле (не за счет увеличения поверхности), а также выбрать область рацио­ нальных размеров. Например, из (V.25) следует, что влияние на теплообмен кольцевых ребер определяется в основном их относи­

ра по сравнению с гладким снижается на 67%, при ^ = 0,18 и

= 1,55—• увеличивается на 62% (в расчетах принято Ре = 200,

~ = 150). Таким образом, низкие ребра способствуют интенсифика­ ции конвективного теплообмена благодаря безотрывному омыванию их боковых поверхностей и незначительному ухудшению условий обтекания несущего цилиндра. Аналогичный анализ может быть про­ веден на основании уравнений (V.24) и (V.26). Из него следует, что эффект применения всех видов оребрения тем больше, чем ниже симп-

D

леке -г.

125

Однако приведенное сравнение еще не позволяет сделать окон­ чательного вывода о целесообразности оребрения и его оптимальных характеристиках. Такая возможность появляется при сопоставле­ нии ребристых и гладких поверхностей по удельному теплосъему

•

1

/ —

Учитывая, что изменение kop может происходить либо за счет вы­ соты ребер, либо за счет их шага, решить вопрос о том, каким путем целесообразно увеличивать поверхность и каковы ее оптимальные ха­ рактеристики, помогают рис. V.21 и V.22. На рис. V.21 приведены

126

заметно, затем рост замедляется либо прекращается. Это обусловле­ но тем, что при превышении определенных значений kop уменьшение 5, Е, П становится соизмеримым и даже начинает преобладать над

s— ôD

взазорах между ребрами —- т — р >20ч - 30 . Условия работы ореб-

127

ГЛАВА VI

ТЕПЛООТДАЧА В УСЛОВИЯХ ВИБРАЦИИ

VI. 1. ИСХОДНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

Вибрация является не только одним из способов интенсификации теплообмена, но и средством организации надежного, устойчивого движения для материалов с плохими сыпучими свойствами. Про­ цессы движения и теплообмена плотного слоя в условиях вибрации изучены недостаточно. Известно значительное количество работ, посвященных поведению неподвижных сыпучих материалов при воздействии вибрации [44, 64, 155, 186 и др.], изучен процесс вибро­ уплотнения материалов, характер изменения коэффициентов внеш­ него и внутреннего трения. Однако даже в этой наиболее изученной области нет установившихся взглядов на причины эксперименталь­ но обнаруженных явлений, встречаются противоречивые мнения. Наиболее ярко это проявляется при анализе причин наблюдаемо­ го уменьшения коэффициента внутреннего трения под действием виб­ рационных сил. Некоторые авторы [74, 144, 186] считают этот факт внешним проявлением уменьшения нормального давления в среде, другие [10, 185] полагают, что имеет место действительное законо­ мерное снижение коэффициента трения. В ряде работ используется предложенный в [21] эффективный коэффициент трения, зависящий от параметров вибрации. В [188], так же как в [104], используется статистический подход к описанию процессов в сыпучей среде. Автор

чивость под воздействием массовых инерционных сил, а затем пере­ ходят в новое устойчивое состояние. На основании этой гипотезы в [188] получено уравнение виброуплотнения, аналогичное эмпири­ ческому уравнению Д . Д . Баркана .

В [197, 227] изучались скорости распространения и затухания упругих волн в неподвижных сыпучих средах. В ряде работ ис­ следовались процессы перемещения одиночных частиц и тонких сло­

следние годы значительное развитие получили исследования виброкипящегослоя [67, 103, 132, 166, 167, 189, 198, 247 и др.]. Работы, посвященные изучению влияния вибрации на процессы, происхо­ дящие в плотном слое при его гравитационном движении в каналах, ограничиваются исследованием В. А. Хоменко [188]. Практически