11.4. СВЯЗЬ МЕЖДУ КОЭФФИЦИЕНТАМИ ТЕПЛООТДАЧИ И ТРЕНИЯ

При турбулентном течении в трубе с числом имеет место приближенное подобие полей температур и скоростей. Следовательно, в этом случае можно воспользоваться для стабилизированного течения формулой (9.2.10). При этом следует иметь в виду, что в данном случае . Последнее непосредственно видно из сопоставления формул (9.2.7) и (11.1.12). Следовательно, при турбулентном течении и

    (11.4.1)

Рис. 11.7. Зависимость от при

Здесь , где D — внутренний диаметр трубы.

В табл. 11.5 приведены результаты расчетов по формуле (11.4.1) при значениях коэффициента трения , взятых по результатам опытов с гладкими трубами. На рис. 11.7 приведенные в табл. 11.5 данные представлены в логарифмической анаморфозе. Обнаруживается весьма важное с практической точки зрения обстоятельство, а именно: через все расчетные точки можно провести одну логарифмическую прямую, отклоняющуюся от точных данных на ±3% в широком интервале значений Re — от до . Уравнение этой логарифмической прямой:

    (11.4.2)

или в другой форме

    (11.4.3)

Таблица 11.5. Значения критерия , рассчитанные по формуле (11.4.1) по данным для падких труб при изотермическом течении (расчет справедлив для сред с )

Этот результат соответствует подстановке в формулу (11.4.1) значения

    (11.4.4)

Последнее уравнение показывает, что критерий менее чувствителен к изменению числа , чем критерий . В табл. 11.6 приведено сопоставление значений, полученных по формуле (11.4.2), с данными табл. 11.5, показывающее их хорошее соответствие.

Таблица 11.6. Сопоставление расчетов по интерполяционной формуле (11.4.2) с расчетами по формуле (11.4.1) (расчет справедлив для сред с )

Для случая необходимо рассмотреть общее решение уравнения (11.3.6), которое, очевидно, имеет вид

    (11.4.5)