Новости

Сопротивление поперечного обтекаемого пучка труб

Работа добавлена:






Сопротивление поперечного обтекаемого пучка труб на http://mirrorref.ru

ИАТЭ НИЯУ МИФИ

Физико-энергетический факультет

Кафедра теплофизики

Лабораторная работа №9

«Сопротивление поперечного обтекаемого пучка труб»

                                                                                 Выполнил: студент группы Э2 – С10

              ФЭ факультета

                   Холькин И.А.

Проверил: к.т.н., доцент

                                 Авдеев Е.Ф.

Обнинск 2012

Цель работы:

1.Определитькоэффициенты гидравлического сопротивления при поперечном обтекании пучка цилиндров при их шахматном расположении. Сравнить полученные опытные значения с расчетными.

2.Анализируя кривые распределения коэффициента давления по поверхности цилиндров, сравнить сопротивления цилиндров в рядах.

Схематический чертеж установки

1-вентилятор; 2-канал прямоугольной формы; 3-термоанемометр; 4-цилиндры; 5- резиновая трубка; 6- микроманометр; 7-заслонка.

Расчетные формулы, краткое их пояснение о описание метода измерений

Одной из задач динамического расчета теплообменных аппаратов является определение величины потери давления теплоносителя при его протекании через аппарат. В теплообменниках чаще всего трубы, собранные в пучок с коридорным или шахматным расположением, обтекаются продольно-поперечным или поперечным потоком.

Обтекание отдельных труб в пучке отличается от обтекания одиночного цилиндра, так как трубы, расположенные за первым рядом, обтекаются потоком с сильно неравномерным профилем скорости (течением в следе). Поэтому течение жидкости или газа при поперечном обтекании пучка имеет достаточно сложный характер.

Сделать качественные выводы и сравнить сопротивления отдельных труб в рядах можно по распределению коэффициента давления р на поверхности трубы:

где рi - давление вi-ой точке поверхности; р1,V1 - статическое давление и скорость в набегающем потоке.

Чем более криваяP =P(ε) несимметрична относительно угла ε=π/2, отсчитываемого от передней критической точки А, тем больше сопротивление отдельного цилиндра. Снижение сопротивления (кризис сопротивления) в случае одного обтекания по сравнению с другим обусловлено переходом ламинарного пограничного слоя в турбулентный на передней поверхности цилиндра и, как следствие, смешением точек отрыва пограничного слоя к задней кромке тела.

По своей природе – это сопротивление давления и, следовательно, если сопротивлением трения пренебречь, гидравлическое сопротивление пучка труб при поперечном обтекании можно отнести к типу местных сопротивлений. Падение давления в потоке при прохождении пучка можно записать в виде:

Таблица измеренных величин

L

Li                              k=0,2

L2

L3

      т

  ц

1т.

2т.

3т.

4т.

5т.

t1=24,5C

59

52

1

60,5

61

57

58

58

2

58

60

52

54

52

3

54

56

48

52

51,5

4

54

57

44

50

47

5

51,5

56

46

49

49,5

Атмосферное давление:P = 743,3 мм. рт. ст.

S=( 240х50)10-3 м,вод.= 998,2 кг/м3.

Расчеты

  1. Найдем плотность воздуха:

1,161 кг/м3

  1. Вычислим скорость набегающего потокаV1 по формуле:

РассчитаемVср в проходном сечении пучка (в просветах между цилиндрами):

  1. Рассчитаем коэффициенты динамической вязкости:

  1. Коэффициент кинематической вязкости

  1. Вычислить значение числа Рейнольдса:

  1. Определим опытные значения коэффициента сопротивленияξмиз формулы:

  1. Определим опытные значения коэффициента сопротивленияξм:

S1=48мм

S2=48 мм

d=30мм

Т.к.n1>1, то число Эйлера

  1. Вычислим значения коэффициентов давления по формуле:

  • для 1-го цилиндра:

1,01

0,67

-0,67

-0,34

-0,34

  • для 2-го цилиндра:

-0,34

0,34

-2,35

-1,68

-2,35

  • для 3-го цилиндра:

-1,68

-1,01

-3,69

-2,35

-2,52

  • для 4-го цилиндра:

-1,68

-0,67

-5,04

-3,02

-4,03

  • для 5-го цилиндра:

-2,52

-1,01

-4,37

-3,36

-3,19

  1. Построим графики зависимости :
    • для 1-го цилиндра:

  • для 2-го цилиндра:

  • для 3-го цилиндра:

  • для 4-го цилиндра:

  • для 5-го цилиндра:

Вывод: в ходе данной лабораторной работы определили коэффициенты гидравлического сопротивления при поперечном обтекании пучка цилиндров при их коридорном расположении. Опытное значение коэффициента гидравлического сопротивления получили равным ξм оп=0,86; теоретический коэффициент гидравлического сопротивления равен ξм теор=0,66.

Анализируя кривые распределения коэффициента давления по поверхности цилиндров, выяснили что т.к. разность площадей 4–го графика наибольшая, следовательно сопротивление на 4-ом цилиндре будет наибольшая.

Сопротивление поперечного обтекаемого пучка труб на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Загрязнение внутренних и наружных стенок труб трубного пучка конденсатора. Способы их очистки. Эрозия, коррозия и борьба с ними

2. Классификация плоских железобетонных перекрытий. Компановка конструктивной схемы перекрытия. Формы поперечного сечения сборных плит перекрытий, выбор экономичной формы поперечного сечения

3. Написание подпрограммы для динамики пучка в циклотроне

4. Сопротивление материалов

5. Теплотехнические измерения на газоходах котлоагрегатов с большой площадью поперечного сечения

6. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока

7. Задача о разряде конденсатора через сопротивление

8. Определение размеров поперечного сечения (ПС) горизонтальной и наклонной ГРВ по габаритам забойного и транспортного оборудования

9. Кручение прямого бруса круглого поперечного сечения. Крутящий момент, построение эпюр. Основные гипотезы

10. Очистка труб