(ía: D Oua Milós) HÁTADÁS. Bevezeés. Háaás halmazállapo-válozás nélül.. Szabaáamlás.. Konveciós énszeáamú háaás csben... Lamináis áamlás... Háaás csben ubulensen áamló olaénál... Háaás csben áamló olaénál ámenei áamlás eseén. Háaás halmazállapo-válozás özben.. Háaási énez oalásnál.. Gzö onenzációja. Bevezeés A mszai számíásohoz elhasználhaó iéiális eenlee csopoosíhaó a ülönböz háaási omána meelelen. Jellezees alapesee: A háaási énez mehaáozásáa vonaozó özleméne száma öbb ízeze, alalmazásunál na onossáal ell eljáni, hiszen a moellíséleebl ne eeméne alalmazása eléelehez(!) öö.. Háaás halmazállapo-válozás nélül.. Szabaáamlás A szabaáamlás a al mellei öze elmeleeése ill. lehlése öveezében, a sséválozás mia jön lée. A háaása vonaozó összeüésben a énszeáamlása jellemz Re iéium nem szeepel, mivel a háaás a elüle méeeil, az áamló luium anajellemzil és a hmésélel ü. (a sebessé nem üelen válozó)
Az ábán (Ciboosi: A veipai mvelee alapjai) e ö (mele) es öül ialaul áamlás jellezees épe, a al önezeében ialauló hméséle- és sebesséeloszlás (u) láhaó. E maas ö lemez melle ialauló hméséle- és sebesséeloszlás Mc Aams: Hea Tansmission önve alapján: Fülees sí va henees al eseén a háaási énez a öveez ieiális eenlebl haáozhaó me: NuC(ReP) n A C és n állanó éée a ialauló áamlása jellemz PG ééél ü: Áamlás Feléel C n lamináis P G<5,8,5 ámenei 5< P G<* 7,5,5 ubulens P G>* 7,5, A jellemz eomeiai mée a maassá,6 m-i. Az anajellemze a haáée özepes hméséleée ell mehaáozni. Ha az áamlás zá ében (auolávban, abla üvee özö sb.) alaul i, a hvezeése vonaozó Fouie-éle összeüés használhaó, azzal a ülönbséel, ho hvezeési énezén e ísélei úon mehaáozo evivalens hvezeési énez ell ielembe venni... Konveciós énszeáamú háaás csben... Lamináis áamlás A szaao vonal az álaos, mí a olonos a belépésl l ávolsáa lév helen muaja a háaási énez ééé. Az ábán Nu szám,65 ééhez a. Az áamlás emiusan ialaul, ha /(Re P)*l/>,5 A lamináis áamlás hiaulius ialaulási hossza: l h,* Re* Hiauliusan ialaul áamlás eseén: Nu,6 Pe l /
A háaási énez a sebesséeloszlás és a háaás öveezében ialauló emészees onveció is beolásolja. Az ábán az jel öbe lamináis áamlás eseén izoem esee muaja a sebesséeloszlás (oási paaboloi). Ha a csben áamló ana hl, a al melle a hméséle isebb lesz min benebb és a viszoziás válozás mia a sebessépoil a öbe szein móosul. Fés eseén a öbe ájéoza a válozásól. Az álasebessé minháom eseben azonos: ( ) A a i A A háamlás iáná álalában az viszoziási énezvel veszi ielembe. Az álaos Nussel száma javasol összeüés: / Nu,86 Pe l E mási aola a onsanso ééeie a me elé ééee a háamlás iánáól üen. KRAUSSOLD meleíés eseée C5, mí hés eseée C,5 éée a me a öveez összeüés alalmazásánál:, Nu C Pe l A emészees onveció is móosíhaja a háaási énez ééé. A sséülönbsé öveezében ialauló szaba áamlás szupeponálói a lamináis áamlása és leöbbszö evezen móosul a háaási énez.,,5, Az ábán a öbe a lamináis, a öbe a emészees onveció, a szabaáamlás öveezében ialauló sebesséeloszlása jellemz. A é áamlás eües haása eseén ialauló sebesséeloszlása az öbe a jellemz. Háaási énez mehaáozása csben lamináisan áamló luium eseén elmélei moell seíséével:
Az ábán láhaó éoaelemen eeszül észben vezeéssel, észben onveiv úon áamli az eneia. Tenele melees iánban a vezeésbl, mí eneliánban a onvecióból aóó eneiáa vesszü ielembe. Sacione eseben a vizsál elemi be éez és ávozó eneiá összee meeezi: Q Q Q Q bemen ávozó A vezeéssel éez és ávozó eneia a Fouie éle összeüés seíséével elíhaó: Q λπl Q Q λπl Az elemi be áamlással éez és ávozó eneia: πc Q Q Q πc Az eneiamélebl: Q Q Q Q Q λπl Q πc A ieenciáleenle áalaíásával, ineálásával elállíhaó a hméséle-eloszlás eenlee. λπl πc c λ l E mási üelen eenle állíhaó el a eljes anamennisée vonaozó hmélebl. l elemi hosszon a luium eneiaválozása meeezi a alon áao eneiával: R πc Rπl( )α a al Rπ α α l ar πc arc A Poiseulle eenlebl isme, ho lamináis áamlásnál pr a 8L p ( R ) L Az () balolala a () és () ielembevéelével:
ha ; Ha azaz C Ha R al c p c 8L α α λ l L λ pr Rc λ R α λ R R α λ R R α c λ R R ( R ) c α λ R R α C λ R 6R α R R α R al λ R 6R λ 6 αd 6 8 Nu,67 λ 6 Ha a háaási eenleben a háaási énez Q α F( ) al a özepes hmésélee vonaozi és a ajh állanóna einhe: R R Nu,6... Háaás csben ubulensen áamló olaénál A iéiális eenleben szeepl anajellemz ééei a hmésélel üe. Az összeüése álaos hmésélee ill. ilmhmésélee vonaozna. Álaos hméséle a be- és ilép hmésélee álaa: A ilm özepes hmésélee a al és az álaos hméséle álaa: Ha Re> és,7<p<6 a háaási énez a öveez, a ilm özepes hméséleé ielembe vev iéiális eenlebl számíhaó:,8 / Nu, Re P Az álaos hmésélee vonaozó iéiális eenleben a sebessémez móosulás a viszoziási énezvel veszi ielembe: Nu,Re,8 P /, R
A háaási énez az un. Colbun-ao seíséével is mehaáozhaó. Fielembe véve, ho a Sanon szám: Nu S Re P a öveez összeüése állíhaó el a háaási énez mehaáozásához: j h S P /,, / j H Nu P,Re,,Re... Háaás csben áamló olaénál ámenei áamlás eseén Közelí számíásohoz használhaó a öveez összeüés:,9, Nu,8 Re P A csben öén énszeonveció eseée vonaozó háaási eeméne láhaó (a j H énez a Re szám üvénében) az alábbi ábán:,8.. Háaás csöees hcseél öpeneében E eellemezes, meev csöees hcseél láhaó az alábbi ábán: A öpenében áamló olaé észben páhuzamosan, észben meleesen áamli a háaó elülee épez csövehez épes. A háaási énez mehaáozásáa DONOHUE a öveez álalános összeüés ajánlja:,6, Nu C Re P A Nu és Re számban szeepl eomeiai mée, a cs üls áméje. A C állanó a öpené ialaíásáól ü. - Teel lemez nélüli hcseélnél:,6 C,6 e,
ahol a e eenéé ámé (hiauliai suá nevesíe elüle / nevesíe eüle) a D öpen bels áméjébl, a z csszámból és e cs üls áméjéne ielembevéelével mehaáozhaó: D z e D z - Szemens ípusú eellemezenél C, - Kö és ö alaú eellemeze eseén,6 C,8 e A Re számban szeepl sebessée a mééaó e áamlási elülee ell mehaáozni a öpenében áamló G özemennisé, és a özepes hmésélee vonaozó ssé ielembevéelével G e - Teel lemez nélüli hcseélnél: ( D z ) π e - Szemens ípusú eellemezenél a eesz- és hossziánú áamlással éine elülee méani özepé ell ielembe venni: e h A eesziánú áamlása enelezése álló eüle a eellemeze S ávolsáából és az ámé menén alálhaó ése összeébl: SΣa A hossziánú áamlási eeszmesze a elüleen áhalaó z csöve számána ielembevéelével: D( b s) sh π z h - Kö és ö alaú eellemeze eseén A eesziánú áamlása enelezése álló eüle a eellemeze S ávolsáából és a D özépámé menén alálhaó ése összeébl: SΣa
D D D A hossziánú áamlási eeszmesze a ülselüleen áhalaó z csöve számána ielembevéelével: ( D D ) π π z h. Háaás halmazállapo-válozás özben.. Háaási énez oalásnál Az ába ba nomáson, oásban lév víz eseén muaja a háaási énez és a ajlaos háam éée a meleíe elüle és oó víz hmésélee özöi ülönbsé üvénében. A oás né jellezees aomána bonhaó: emészees onveció buboéoló oás nem sabil háás oás sabil háás oás A aolaban a buboéos oás mevalósíása a cél. A háás oás eseén uanis a eleez zháa ossz hveze épessée öveezében csöen a háaási énez. A oási háaási énez mehaáozásáa álalános évén összeüés jelenle nem isme. Különböz anaoa, vizes olaoa öbb összeüés is javasola. Fáb víz p nomáson (p ba-ban) öén oalásánál a öveez összeüés javasolja:,6 α 88 ϑ p W/m K Visszaoalóban emészees ciuláció eseén eléhe háaási énez láhaó a öveez ábán.
.. Gzö onenzációja Konenzáció: - ilmonenzáció (lamináis, ubulens - csepponenzáció) Konenzációs háaási énez NUSSELT szein Feléelezése: ilm lamináisan, éeenén állanó sebesséel áamli, a ilm hmésélee a alnál a z olalon a sebessé paabolius eloszlású, a hméséleválozás lineáis E elemi hasábo a súlóási e aliánban éezi, el ávolsáa osíja: Az e eensúl: m a
c, Ha,és í c c Ha, és í c, azaz a sebesséeloszlás maassában: Az maassában lecsuó olaé ömee: 6 G A olaé mennisé meválozása szaaszon: G A lecsuó olaé mennisé válozás a onenzáció öveezméne, a onenzációs h a olaéilmen vezeéssel eül elvonása. Eneiaméle (elüle *) : ( ) G λ ( ) λ Κ Κ ( ) λ ( ) λ A onenzációs háaási énez (hvezeés, háaás analóia ielembevéele) maassában: ( ) ( ) λ λ λ λ α Az álaos onenzációs háaási énez: ( ) H H H,9 H H λ λ α α Kísélei aao alapján mvelei számíásonál a öveez összeüésee alalmazzá: ülees cs eseén
vízszines cs eseén λ W α,5, H m K λ W α,7, m K Az összeüéseben az anajellemz a onenzáum-ilm özepes hméséleén szeepelne. Vízszines csöe eseén nézees elenezés eseén az, haszöes eseben a jel öbébl leolvashaó ééel móosíani ell az ééé α ε α öz öz A onenzációs háaási énez beolásoló néhán haás: Az ábán láhaó, ho a p zéi nomás a paciális znomás p és a leve (ine) paciális nomásána p l -ne összee. A onenzilm melle ialauló ine pána haásáa a onenzilm hmésélee isebb a páaéi hmésélenél. Üzemi beenezésenél ezé onos az ineáz menesíés.