Плоская стенка с прямыми ребрами постоянного поперечного сечения

Основные параметры ребристой стенки (рис. 2.1): l, h, –длина высота, толщина ребра; П=2(l+ )–периметр ребра; f=l –площади сечения ребра; b– шаг ребер; В, –ширина и толщина плоской стенки; –температуры сред, окружающих стенку, , – коэффициенты теплоотдачи от поверхности ребра и от гладкой поверхности стенки к окружающей среде; температуры ребра у основания и на его конце.

Рис. 2.1. Плоская ребристая стен­ка

При расчете теплоотдачи с поверхности одного прямого ребра в окружающую среду, имеющую температуру , тепловой поток , Вт, определяется nо формуле

(2.1)

где –избыточная температура у основания ребра, К; –параметр. ; th(mh)= –тангенс гиперболический; – теплопроводность материала ребра Вт/(мК).

Тепловой поток Qr, Вт, с гладкой поверхности Fr стенки в промежутках между ребрами

(2.2)

где п –количество ребер на 1 м ширины стенки; l–длина стенки (длина ребра), м.

Суммарный тепловой поток Qo при теплоотдаче с оребренной по­верхности стенки

(2.3)

Тепловой поток, обусловленный теплопередачей между двумя сре­дами, разделенными плоской стенкой, имеющей оребрение с одной сто­роны,

(2.4)

где F– площадь неоребренной поверхности стенки, м²; –коэффи­циент теплоотдачи на неоребренной поверхности стенки, Вт/( К); –теплопроводность материала стенки, Вт/(м·К); Е– коэффициент эффективности ребра; k_p– коэффициент оребрения.

Коэффициент эффективности ребра Е является его рабочейхарактеристикой и представляет собой отношение теплового потока, действительно рассеиваемого ребром в окружающую среду, к тепловому потоку который ребро могло бы отдать, если бы вся его поверхность находилась при температуре :

(2.5)

или, пренебрегая теплоотдачей с торца ребра,

(2.5a)

где –средняя температура поверхности ребра.

Повышения теплосъема ребра можно добиться при уменьшении mh..

Коэффициент оребрения

(2.6)

где – суммарная площадь оребренной поверхности стенки, м².

В формуле (2.4) можно положить , тогда тепловой по­при теплопередаче через оребренную стенку

(2.7)

а коэффициент эффективности тонкого ребра (в предположении, что и П==2l) можно определить из зависимости

(2.8)

где , или из графика рис.2.2.

Рис. 2.2. Коэффициент эффективности Е ребра

Для учета теплоотдачи с торцевой поверхности ребра необходимо зысоту ребра h увеличить на 0,5 .

Температура на конце ребра

или (2.9)

где – избыточные температуры на конце ребра и у его осно­вания, К; ch (mh) =0,5 () –косинус гиперболический.

Дата добавления: 2014-12-07