Расчет коэффициентов теплоотдачи и гидравлического сопротивления для воды
Формулы и другая информация, применяемая при расчете коэффициентов
Описание
Термодинамические свойства (плотность, энтальпия, энтропия, температура, удельный объём, свойства на линии насыщения) рассчитываются по уравнению состояния IAPWS IF‑97.
- Вязкость: http://www.iapws.org/relguide/visc.pdf
- Теплопроводность: http://www.iapws.org/relguide/ThCond.pdf
- Поверхностное натяжение: http://www.iapws.org/relguide/Surf-H2O-2014.pdf
Реализованы два режима расчёта свойств:
- Интерполяция по таблицам (используется по умолчанию) – таблицы предварительно построены по указанным формуляциям.
- Прямой расчёт – вызов функций IAPWS непосредственно.
Коэффициент теплоотдачи α
Однофазная вынужденная конвекция (круглая труба, пучки стержней, плоская щель, змеевик — для однофазного потока)
Число Нуссельта:
где:
Для пучков стержней (продольное обтекание) в турбулентном режиме вводится поправка на относительный шаг:
- Горизонтальная труба
- Вертикальная труба (корреляция Черчилля – Чу):
где
Пузырьковое кипение (насыщенное и недогретое)
При расчете используется корреляция Чена.
Насыщенное кипение ():
Переходное кипение
Плёночное кипение
При расчете используется корреляция Чена.
Насыщенное кипение ():
Конденсация
-
Плёночная конденсация (Нуссельт):
- Корреляция Шаха:
Поперечное обтекание горизонтального пучка с треугольной упаковкой
Для однофазной жидкости — корреляция Жукаускаса:
Для пузырькового кипения — итерационная модель:
Для ухудшенного теплообмена (дисперсный режим):
Для перегретого пара:
Поперечное обтекание наклонного пучка с квадратной упаковкой
Для однофазного потока:
Для двухфазного потока применяются те же модели, что и для шахматного пучка (пузырьковое кипение с границей по Сергееву, ухудшенный теплообмен, перегретый пар).
Продольное обтекание гофрированной пластины
Расчёт по гомогенной модели без учёта паросодержания:
Геометрии с дистанционирующими проволоками, периферийный ряд
Расчёт коэффициента теплоотдачи для этих конфигураций не выполняется.
Змеевик
Расчёт как для круглой трубы (п. 2.1 или двухфазные режимы), после чего для однофазного потока вводится поправка: