5. Теплоотдача при гравитационном стекании жидких пленок

Коэффициенты теплоотдачи при гравитационном стекании пле­нок ньютоновских жидкостей определяются по общей формуле (VI. 38). Значения А, /па п приведены в табл. VI.7, причем 5 = 0.

6. Теплоотдача в аппаратах с механическими мешалками

J		•
	. D
■с

П еремешивание жидкостей интенсифицирует теплообмен с по­верхностями нагрева и охлаждения, имеющими чаще всего форму наружных рубашек и погруженных змеевиков. В случае ньюто-

'опр

Значения А, т и п в формуле (VI.38)

Отекание пленки тол­щиной б по верти­кальной поверхно­сти

б б б

Условия теплообмена

1,88

,,05 (4-)"³ 3,44-ЦГ«Х

х (£-)"

Отекание пленки тол­щиной б по горизон­тальным трубам диаметром d

0,0293 1,45-Ю"⁴ 1,81 Ю-

0,0071

0,0285 d/d)*-"

0,00

0,282

1,035

0,533

1,18

0,933

0,73

0,63 0,43

0,00 0,00 0,34

0,34 0,40 0,34

0,40

0,48 0,40

ТАБЛИЦА VI-7

Границы применения

Re < 20 20 < Re < 380 320 < Re < 800

800 < Re < 2000 1200 < Re < 3200 Re > 3200

Re = ^-; US

Г = 220— —960 кг/(мч) Re < 200 Re > 800

новских жидкостей малой и средней вязкости часто используют турбинные и лопастные мешалки (рис. VI-6, а, б), имеющие диа­метр d, равный V₃ диаметра аппарата D, и высоту Ь, колеблю­щуюся в пределах (0,2—0,5) d. Коэффициент теплоотдачи в аппа­ратах с наружными рубашками (рис. VI-6, а) определяют по фор­муле:

Ки_ж = aD/X = 0,1^е°_ж³

⁷⁵Рг°_ж⁴⁴ (D/d)⁰-⁴ (6/<0°'¹³(ц_ж/ц_с)⁰'²⁵ (VI.41) где RejK = п cP/v; п — частота вращения мешалки, об/мин.

В аппаратах с погруженными змеевиками (рис. VI-6, б) при прочих равных условиях коэффициент теплоотдачи возрастает, по данным различных авторов, в 1,5—2 раза.

Наибольшей интенсивностью теплоотдачи отличаются аппараты с листовыми мешалками (рис. VI-6, в), имеющими размеры: d = 0,5 D и Ь = 0,5 Я. В случае наружной теплообменной ру­башки

• Nu,=0,36Re²/P_rM>^_c)°-¹⁴ (VI.42)

а в аппаратах с погруженными змеевиками

Ми_ж = 0,87Re_M⁶²Pr¹_H(³ (ц_ж/ц_с)⁰'¹⁴ (VI.43)

Заметим, что размещение в аппаратах отражательных ребер, предназначенных для выравнивания свободной поверхности уровня перемешиваемых жидкостей, понижает коэффициент теплоотдачи.

Коэффициент теплоотдачи в аппаратах с якорными мешалками (рис. VI-6, г), применяемыми в случае очень вязких жидкостей, определяется по формуле:

Nu«=^ReM³K/Hc)^0,18 (VI.44)

Формула (VI .44) справедлива при IID = 0,01; с увеличением относительного размера зазора до IID = 0,03 коэффициент тепло­отдачи снижается на 20—30%. При этом А = 1,0; т — 0,5 в пре­делах Ие_ж = 10—300 и А = 0,36; т = ²/₃ в области Re_!K = = 300—40 000.

В аппаратах с рубашками, снабженных нормальными пропел­лерными мешалками, коэффициент теплоотдачи определяют по формуле:

№._ж = 1,18Р;е⁰_ж⁵⁵Рг_ж³⁴ (ц_ж/ц_с)⁰'¹⁴ (Я/О)^-0,47 (VI.45)

Для суспензий, перемешиваемых в аппаратах, снабженных теплообменными рубашками, лопастными и турбинными мешал­ками, коэффициент теплоотдачи определяют по формуле:

Nu_J!(=0,44Re°'⁴⁴Pr°_W³⁴_(F}K/^_ycn)°^⁴ (D/h)^ _[V(1 - *_T)f³ X

X(Ccycn/^)°^,28(Pcyc_n/ftK)^1,9 (^VI-⁴⁶>

где Ки_ж = aDU_cycn; Ие_ж = rtd²/v_cycn; Рг_ж = Vcycn/асусп; H—высота слоя сус­пензии; v_tycn, а_Су_СП, Рсусп. ^сусп, ^ссусп— кинематическая вязкость, температуро­проводность, плотность, теплопроводность и теплоемкость суспензии; *_т — объем­ная концентрация твердых частиц в суспензии; остальные обозначения — те же, что и в предыдущих формулах.