11.15. ВЛИЯНИЕ ВНУТРЕННЕГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛА

Внутренний источник тепла возникает в потоке жидкости, несущей радиоактивную взвесь, в потоке радиоактивного раствора, при прохождении электрического тока через электролит или жидкий металл и т. п. Рассмотрим влияние этого фактора на коэффициент теплоотдачи при течении жидкости в круглой трубе, достаточно длинной для того, чтобы можно было пренебречь влиянием входного участка.

Введя в зависимость (11.3.3) внутренний источник плотностью , получим уравнение

Интегрируя в пределах от 0 до R при условиях , после приведения к безразмерному виду находим значение

Введем в это выражение значение из (11.5.10), определяя значение коэффициента теплоотдачи по обычной формуле

где — плотность теплового потока, пронизывающего стенку трубы, . В результате находим, что

Здесь — относительная плотность источника тепла. Выражение, стоящее в фигурных скобках, может быть приведено к виду

    (11.15.5)

Отсюда видно, что степень влияния внутреннего источника тепла пропорциональна величине

При , т. е. в предельно развитом турбулентном потоке коэффициент теплоотдачи не зависит от плотности внутреннего источника.

Первый член уравнения (11.15.4) тождествен уравнению (11.5.14), т. е. представляет собой величину , где — значение числа Нуссельта при .

Для ламинарного течения с параболическим профилем скоростей из уравнения (11.15.4) запишем:

    (11.15.7)

Для турбулентного течения с распределением скоростей по закону степени 1/7 и при числе

    (11.15.8)

На рис. 11.23 показаны результаты расчетов по этим формулам.

Рис. 11.23. Влияние внутреннего источника тепла на коэффициент теплоотдачи: 1 — по формуле (11.15.7); 2 — по формуле (11.15.8)

В общем влияние внутреннего источника на коэффициент теплоотдачи невелико. При коэффициент теплоотдачи несколько уменьшается вследствие более интенсивного нагрева слоев потока, имеющих меньшую скорость течения. При стоке тепла коэффициент теплоотдачи несколько возрастает.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аладьев И. Т. Экспериментальное определение локальных и средних коэффициентов теплоотдачи при турбулентном течении жидкости в трубах.— «Изв. АН СССР. Сер. ОТН», 1951, № 11, с. 1669.

2. Вопросы теплообмена. Сб. статей. Отв. ред. М. А. Михеев. М., Изд-во АН СССР, 1959.

3. Вопросы теплообмена. Пер. с англ. М.— Л., Госэнергоиздат, 1959.

4. Гидродинамика и теплообмен в атомных энергетических установках. (Основы расчета). М.. Атомиздат. 1975. Авт.: В. И. Субботин, М. X. Ибрагимов, П. А. Ушаков и др.

5. Жидкометаллические теплоносители. Изд. 3-е М., Атомиздат, 1976. Авт.: Кутателадзе С. С., Боришанский В. М., Новиков И. И., Федынский О. С.

6. Ильин Л. Н. О влиянии температуры на конвективную теплоотдачу. М., Машгиз, 1951. (Тр. ЦКТИ. кн. 18).

7. Киприянов И. В. Теплоотдача и сопротивление газового потока в каналах с продольно омываемыми поверхностями нагрева. М., Машгиз. 1952. (Тр. ЦКТИ, кн. 22).

8. Краснощеков Е. А., Протопопов В. С. К вопросу о теплообмене при течении углекислоты и воды в сверхкритической области параметров состояния.— «Теплоэнергетика», 1960, К 10, с. 94.

9. Кутателадзе С. С.. Леонтьев А. И. Турбулентный пограничный слой сжимаемого газа. Новосибирск. Изд-во СО АН СССР. 1962.

Ю. Лельчук В. Л., Елфимов Г. И. Теплообмен от стенки к углекислому газу при турбулентном течении в круглой трубе и больших тепловых нагрузках.— «Инж.-физ. журн. 1963. т. 6, № 12, с. N.

11. Лельчук В. Л., Елфимов Г. И. Теплоотдача к турбулентному потоку аргона внутри трубы при больших температурных напорах и высоких температурах стенки.— «Теплофизика высоких температур», 1964. т. 2. № 2, с. 243.

12. Лельчук В. Л., Дядякин Б. В. Теплоотдача от стенки к турбулентному потоку воздуха внутри трубы и гидравлическое сопротивление при больших температурных напорах. — В сб. «Вопросы теплообмена», М., Изд-во АН СССР. 1959, с. 123.

13. Миллионщиков М. Д. Турбулентные течения в пограничном слое и трубах. М. «Наука», 1969.

14. Методика и зависимости для теоретического расчета теплообмена и гидравлического сопротивления теплообменного оборудования АЭС, РТМ 24 031 05—72. М., Минтяжмаш. 1974.

15. Мигай В. К. Теплообмен в треугольном канале при ламинарном течении.—«Инж.-физ. журн.». 1958, № 7, с. 18.

16. Петухов Б. С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. М.. «Энергия», 1967.

17. Петухов Б. С.. Генин Л. Г.. Ковалеве. А. Теплообмен в ядерных энергетических установках. М., Атомиздат 1974.

18. Стырикович М. А., Семеновкер И. Е. Теплообмен при очень низких значениях чисел Рr. — «Журн. техн. физ.», 1940, т. 10, № 16, с. 1324.

19. Теплообмен в химически реагирующих газовых теплоносителях. Под ред. А. К. Красина, В. Б. Нестеренко. А. Н. Девятко. Минск, «Наука и техника», 1971.

20. Теплообмен при высоких тепловых нагрузках и других специальных условиях. М.. Госэнергоиздат, 1959.

21. Шваб В. А. К теории теплопередачи в турбулентном потоке. Тр. ЛПИ, Разд. физ.-мат. наук, вып. 1. 1937.