Указатель формул для расчета коэффициентов теплоотдачи

Пределы применения	Уравнение для расчета коэффициента теплоотдачи	Определяющие параметры	Примечание
Вынужденное движение в трубах и каналах без изменения агрегатного состояния
Турбулентное движение   Re > 10 000   0,6 ≤ Pr ≤ 100	(2.16)	Для Pr - температура стенки. Для Re - средняя температура теплоносителя; внутренний диаметр трубы или эквивалентный диаметр канала.	Для изогнутых труб (змеевиков) α умножают на коэффициент x: , где d – внутренний диаметр трубы; D – диаметр витка змеевика.
Переходный режим   2300 < Re <10000	Nu=0,008Re0,9Pr0,43 (2.17)		Проектировать теплообменники в этом режиме не рекомендуется
Продолжение таблицы 2.1.
Ламинарный режим Re ≤ 2300	Gr Pr ≤ 5·105	Re Pr (d/L) > 12	(2.18)	Эквивалентный диаметр, средняя температура теплоносителя	Для газов (μ/μcn) не учитывается. μст – вязкость теплоносителя при температуре стенки
Re Pr (d/L) ≤ 12	Nu»3,66(μ/μст)0,14 (2.19)
Gr Pr > 5·105		(2.20)
Вынужденное движение по межтрубному пространству
	Формулы (2.16), (2.17), (2.20)	Эквивалентный диаметр кольцевого сечения между трубками	dЭ = DВ – dН (где DВ – внутренний диаметр наружной трубы, dН – наружный диаметр внутренней трубы)
Развитый турбулентный режим	(2.21)
Продолжение таблицы 2.1.
Движение в межтрубном пространстве кожухотрубчатых теплообменников с сегментными перегородками
Re < 1000	(2.22)	Наружный диаметр теплообменных труб	Скорость потока определяется для площади сечения потока между перегородками [1, с. 51 – 53, табл. 2.3, 2.4, 2.5]
Re ≥ 1000	Для коридорных пучков: (2.23) Для шахматных пучков: (2.24)
Обтекание пучка оребренных труб
3 000 ≤ Re ≤25 000 3 ≤ dН/t ≤ 4,8	(2.25)	Шаг ребра t	dН – наружный диаметр несущей трубы; t – шаг между ребрами; h = 0,5 (D – dН) – высота ребра; D – диаметр ребра
Продолжение таблицы 2.1.
Полученный из уравнения (2.21) коэффициент теплоотдачи α Р подставляют в формулу для расчета коэффициента теплопередачи, отнесенного к полной наружной поверхности: , где α тр – коэффициент теплоотдачи для теплоносителя внутри трубы; FН – полная наружная поверхность оребренной трубы, включая поверхность ребер; FВ – внутренняя поверхность несущей трубы.
Движение в каналах, образованных гофрированными пластинами в пластинчатых теплообменниках
Турбулентный режим	(2.26)
Для пластин площадью 0,2 м2 а = 0,086, b = 0,73 допустимые пределы использования уравнения Re = 100 – 30 000, Pr = 0,7 - 20; для пластин площадью 0,3 м2 а = 0,1, b = 0,73, Re = 100 – 30 000, Pr = 0,7 – 50; для пластин площадью 0,5 м2 а = 0,165, b = 0,65; Re = 200 – 50 000, Pr = 0,7 - 50
Ламинарный режим	(2.27)
	Коэффициент а определяют из следующих данных:
Продолжение таблицы 2.1.
Пленочная конденсация насыщенного пара и ламинарное стекание пленки конденсата под действием силы тяжести
Для вертикальной поверхности и для одиночной горизонтальной трубы	(2.28) для вертикальной поверхности а = 1,15, l = Н (Н – высота поверхности, м); для одиночной горизонтальной трубы а = 0,72, l = dН (dН – наружный диаметр трубы, м).	Для r - температура конденсации (насыщения) tконд ; для физических характеристик конденсата – средняя температура пленки конденсата tпл = 0,5 (tконд + tст1).	r – теплота конденсации (парообразования), Дж/кг; Dt – разность температур конденсации и поверхности стенки Dt = tконд - tст1., К.
Для пучка из n горизонтальных труб	n ≤ 100, ε = 0,7 n > 100, ε = 0,6
Продолжение таблицы 2.1.
Для гофрированной поверхности пластин	Dt < 10 град	(2.29)	При Dt < 30 – 40 оС физические свойства конденсата можно определять при температуре конденсации	L – длина канала
Re = Lq/μr = G1L/μF (F – полная поверхность теплообмена, м2; G1 – расход пара, кг/с); Pr = cμ/λ; Nu = αL/λ
Dt ≥ 10 град	(2.30)
Пузырьковое кипение
На поверхностях, погруженных в большой объем жидкости	(2.31)	Температура кипения Tкип	- поверхностное натяжение, Н/м; Ткип – температура кипения, К; q – удельная тепловая нагрузка, Вт/м2. Плотность пара при атмосферном давлении и при давлении над поверхностью жидкости
В трубах	(2.32)

В табл. 2.2 приведены приближенные значения коэффициентов теплоотдачи (с округлением) для воды и воздуха, вычисленные по выше приведенным формулам для основных случаев конвективной теплоотдачи.

Таблица 2.2