Р е ц е н з е н т : д-р техн наук проф. В. И. Киседьникоз

2,2 Нитробензол
, . . . 1,0 Хлороформ 
. . . 1,8
Б е н з о л ......................1,8 Пропиловый спирт 
. 
1,4 Этилацетат 
. . . 2,1
Г е к с а н ..................... 2,0 Уксусная кислота 
. 1,2 Этиловый спирт . 
1,4
Коэффициент теплопроводности водного раствора при темпера­
ту р е 
i
оп ределяется по формуле:
Ч
= я р 
- г 1- ’
 
<4-9>
• 
* 
30 Ч о
где Лр и Яв — кбэффнциенты теплопроводности раствора и воды.
4 . Коэффициент теплопроводности га за 1в В т/(м -К )1 при не­
вы соки х д ав л ен и я х может быть вычислен по формуле:
х
=
В с ^ .
(4.10)
Здесь р. — динамический коэффициент вязкости газа, Па-с; 
В
= 0,25 X 
X 
(9k
— 5); 
k
=
cp lcD
— показатель адиабаты; 
ср
и 
св
— удельная теплоемкость
газа прн 
постоянном давлении 
и 
при постоянном объеме, 
соответст­
венно, Дж/(кг*К).
Т ак к а к д л я газо в данной атомности отношение 
ср1с0
есть вели­
чина приблизительно п остоянная, то для одноатомных газов 
В ~
= 2,5, д л я двухатомны х 
В =
1,9, для трехатомных 
В =
1,72.
Д л я расчета коэффициента теплопроводности смеси газов пра­
вило аддитивности в общем слу ч ае неприменимо. Приближенный 
расчет 
К
смеси газов см. в примере 4.6.
Теплоотдача
5. В табл. 4 Л дан перечень основных случаев теплоотдачи и 
соответствующ их расчетных уравнений.
Ь.
Основные критерии подобия, входящ ие в критериальные 
уравн ен ия конвективной теплоотдачи:
К ритерий Н уссельта:
Nu =
atjb.
(4.11)

---

Н ом ер
у р а в н е н и я
A. Конвективная теплоотдача, не сопровождающаяся измене­
нием агрегатного состояния
/ .
В ы н у ж д е н н о е д в и ж е н и е
1. Течение в трубах н каналах*.
а) развитое турбулентное течение
б) R e < 10 000
2 . Поперечное обтекание пучков труб;
а) гладких
б) оребренных
3. Течение вдоль плоской поверхности
4. Стекание жидкости пленкой, д о вертикальной поверхности 
б. Перемешивание жидкостей мешалками
I I . Свободное д в и ж е н и е
(естественная 
ко н в е кц и я )
Б . Теплоотдача при изменении агрегатного состоящая
1. Пленочная конденсация пара
2. Кипение жидкостей
B. Теплоотдача при тепловом излучении твердых тел
(4.17)— (4.22) 
(4.23)—(4.28)
(4.29)— (4.35) 
(4.36)— (4.37) 
(4.38)—(4.40) 
(4.41)—(4.44) 
(4.45) 
(4.46)—(4.48)
(4.49)—(4.59) 
(4.60)—(4.65) 
(4.66)— (4.71)
К ритерий П рандтля:
Р г
=
=
 у/а,
(4.12)
К ритерии Рейнольдса:
R e =
=
wl/v.
(4-13)
К ритерий Г али лея:
Ga = Rea/F r = ^ 3p3/fi3 = g ^ /v V
(4.14)
К ритерий Грасгофа:
Gr = G a p A f = - |^ p A * <
(4Л5)
К ритерий П екле;
P e = R e P r = a > / / a = atfcpA, 
(4.16)
Эти критерии учитывают, соответственно, вли ян и е физических 
свойств теплоносителя и особенностей гидром еханики его движ е­
ния на интенсивность теплоотдачи.
Величины, входящ ие в вы раж ения д л я критериев подобия, и 
их единицы измерения приведены в табл. 4 .2 .
Ф изико-химические свойства жидкости (газа), входящ ие в кри­
териальные уравнения, необходимо брать при т а к называемой оп­
ределяющ ей температуре. К акая тем пература принимается за
определяющую, указы вается д ля каж дого частного случ ая тепло­
отдачи.
6. П риближенные значения критерия Р г д л я капельных жид­
костей можно определить по номограмме (рис. X I I I ) . Д л я воды 
значения критерия Р г даны в табл. X X X IX .

---

Т а б л и ц а 4.2 
,
Е д иница
В ел и ч и н а
Н аи м ен о ван и е
и зм ерени я 
п СИ
а
Коэффициент теплоотдачи
Вт/(м2- К)
Р
Коэффициент объемного расширения
к->
X
Коэффициент теплопроводности
Вт/(м- К)
И
Динамический коэффициент вязкости
Па-с
V
Кинематический коэффициент вязкости
м2/ с
Р
Плотность
кг/м3
а 
~
АУ(ср)
Коэффициент температуропроводности
м2/с
с
Удельная теплоемкость (при постоянном давлении)
Дж/(кг-К)
8
Ускорение свободного падения
м/с?
Определяющий геометрический размер (для каж­
дой формулы указывается, какой размер является
м
определяющим)
Дж/кг
г
Теплота парообразования (испарения) удельная
М
Разность температур стенки и жидкости (или на­
К
оборот)
м/с
W
Скорость
У капельны х жидкостей с возрастанием температуры величина 
кри тери я Рг уменьш ается — см. рис. X I I I . Следовательно, для 
капельны х жидкостей при нагревании Р г/Р гсх > 1, а при охла­
ждении P r/P rCT < 1. Н а этом, основании при проектировании теп­
лообменников в расчете коэффициентов теплоотдачи для н агрева­
ю щ ихся жидкостей можно принимать (Р г/Р гст)0*25 = I, допуская 
небольш ую погрешность в сторону уменьшения коэффициента теп­
лоотдачи, т. е. в сторону зап аса. Д л я охлаж даю щ ихся жидкостей, 
когда Р г/Р гст Зэ 0,5, с достаточной точностью можно принимать 
среднее значение (Р г/Р гст)0>23, равное 0,93.
7. Во многие критериальны е уравнения конвективной теплоот­
дачи входит множитель (Рг/Ргех)0-25, учитывающий направление 
теплового потока и близкий к единице, когда температуры жид­
кости и стенки не сильно отличаю тся. При вычислении критерия 
Р гст значения физико-химических свойств жидкости надо брать 
по тем пературе стенки.
Д л я газов Р г/Р гст = 1 к а к при нагревании, так и при охла­
ж дении, поскольку д ля газа данной атомности (при невысоких 
д авлен иях) критерий 
Р г яв л яется величиной приблизительно
постоянной, не зависящ ей от температуры и давления.
П риближенны е значения критерия Р г д л я газов, рекомендуе­
мые д л я расчетов:
Одноатомные газы 
0,67 
Трехатомные газы 
0,8
Двухатомные газы 
0,72 
Четырех- и многоатомные газы 
1,0
8. Теплоотдача при развитом турбулентном течении" в прямых 
трубах и кан алах (R e > 10 000).
Расчетн ая формула:
Nu = 0,021с* Ке0,8Ргм з {Рг/Р гст}0*25. 
(4.17)

---

По уравнению (4.17) построена номограмма (рис. X II), р еко ­
мендуемая для расчетов.
В ы раж ения д л я критериев N u, R e, P r — см. уравн ен ия (4.11) 
и следующие, а так ж е табл. 4.2.
О пределяющ ая тем пература — средняя тем пература ж идкости 
(газа), определяющий геометрический размер / — эквивалентны й 
диаметр 
dd:
d» = № ,
(4-18)
где 
f
— площадь поперечного сечения потока, а П — полный периметр попереч­
ного сечения потока, независимо от того, какая часть этого периметра участвует 
в теплообмене.
Д л я труб круглого сечения 4 j =
d.
Значения поправочного коэффициента еь учитывающего в л и я ­
ние на коэффициент теплоотдачи отношения длины трубы
L
к ее 
диаметру 
d ,
приведены в табл. 4.3.
Д л я изогнуты х труб (змеевиков) полученное по формуле (4.17) 
значение 
а
умножают на коэффициент я , учитывающий относи­
тельную кривизну змеевика:
а ам =
ха;
(4.19)
* = 1 + 3 , 5 4 - ^ - ,
(4.20)
где 
d
— внутренний диаметр трубы змеевика; 
D
— диаметр витка змеевика.
Д л я газов расчетная формула (4.17) упрощ ается, т а к к а к в этом 
случае Р г/Р гст = 1, а Р г зависит только от атомности газа:
Nu =
С ц
Re0-8. 
(4.21)
Н априм ер, д л я воздуха:
Nu = 0,0188, Re0>8. 
(4.22)
9. Теплоотдача в прямы х трубах и ка н а л а х
при (G rP r) <
< 8*105 и R e < 10 ООО д л я вертикального или горизонтального
располож ения труб (см. табл. 4.4).
a) Re < 2300:
№ - i . « f c . ( R * 4 Г
Ш
0,14- 
<4-23>
Т а б л и ц а 4.3
Значения коэффициента 8|
З в а ч е и н е
О тнош ение 
Lid
R e
10
20
20
40
50 и б олее
Ы О 3
1,23
1,13
1,07
1,03
1
2* 104
1,18