Потери тепла трубами, Потери тепла больше горизонтальной или вертикальной трубой? Опции

[qwertyelf]

Уважаемые друзья!

Подскажите и желательно обоснуйте. Потери тепла больше у горизонтально или вертикально расположенной трубы?

[qwertyelf]

Уважаемые друзья!

Подскажите и желательно обоснуйте. Потери тепла больше у горизонтально или вертикально расположенной трубы?

[Ithildin]

У горизонтальной.
Воздух, нагретый у низа вертикальной трубы, будет подниматься вверх в непосредственной близости от этой трубы, как следствие - снижение температурного напора у верхней части.

[LordN]

всё зависит от типа и скорости воздуха вокруг и около трубы.
потери тепла будут зависеть только от разности темп-р стенка-воздух, а эта разность будет зависеть только от .. см.начало

[qwertyelf]

Но есть мнение, что у вертикальной больше. Обосновывают такое мнение законами аэродинамики.

[Synoptyk]

Но есть мнение, что у вертикальной больше. Обосновывают такое мнение законами аэродинамики.

Конвективная составляющая наружного коеф-нта теплоотдачи при вертикальной трубе будет больше за счет большей скорости омывания поверхности трубы воздухом. Думаю что справедливо и при движении
теплоносителя и "снизу вверх" и "сверху вниз"...у вертикальной (при естественной конвекции) теплопотери больше будут.

Сообщение отредактировал Synoptyk - 20.6.2013, 11:50

[lovial]

Уважаемые друзья!

Подскажите и желательно обоснуйте. Потери тепла больше у горизонтально или вертикально расположенной трубы?

Исходя из этого http://www.masterbetonov.ru/content/view/10293/273/ - у горизонтальных. Обоснование было выше.

[qwertyelf]

Исходя из этого http://www.masterbetonov.ru/content/view/10293/273/ - у горизонтальных. Обоснование было выше.

Уточню, что речь идет о полимерных трубах.
Я больше солидарен с Synoptyk.
Скорее всего доказать это можно либо формулами, либо опытным путем.
Подобную Таблицу теплопотерь я посчитать могу.
Но сомневаться я начал после того как один товарищ, достаточно грамотный, прислал мне программу расчетов для теплопотерь труб, по расчетам в которой горизонтальная труба теряет меньше тепла чем вертикальная.
А в таблице у одного достаточно известного производителя горизонтальная труба теряет больше чем вертикальная, и если я сделаю таблицу в которой будет все наоборот, то мне резонно зададут вопрос, на который я должен буду ответить и доказать свое решение. В аэродинамике я не силен. Не знаю кому верить. Так как эта информация нужна мне чтобы предоставить её проектировщикам, то хотелось бы найти правду.

[lovial]

Скорее всего доказать это можно либо формулами, либо опытным путем.

Вот из какого-то реферата:
Свободная конвекция в неограниченном пространстве.
а). Горизонтальная труба диаметром d при 103<(Gr··Pr)жd <108.
Nuжdср. = 0,5·(Grжd ·Pr ж)0,25 (Pr ж/Prст)0,25 . (10.13)
б). Вертикальная труба и пластина:
1). ламинарное течение - 103<(Gr ·Pr)ж <109:
Nuжdср. = 0,75· (Grжd ·Pr ж)0,25·(Pr ж/Prст)0,25 . (10.14)
2). турбулентное течение - (Gr ·Pr)ж > 109:
Nuжdср. = 0,15· (Grжd ·Pr ж)0,33 ·(Pr ж/Prст)0,25 . (10.15)
Здесь значения Grжd и Pr ж берутся при температуре жидкости (газа), а Prст при температуре поверхности стенки.
Для воздуха Pr ж/Prст = 1 и формулы (10.13-10.15) упрощаются.

коэффициент теплоотдачи альфа зависит от Нуссельта напрямую, то есть для вертикальной трубы при ламинарном течении вроде бы теплопотери больше должны быть... А вот при турбулентном уже меньше, причем сильно меньше...

Сообщение отредактировал lovial - 20.6.2013, 13:45

[qwertyelf]

Вот из какого-то реферата:
Свободная конвекция в неограниченном пространстве.
а). Горизонтальная труба диаметром d при 103<(Gr··Pr)жd <108.
Nuжdср. = 0,5·(Grжd ·Pr ж)0,25 (Pr ж/Prст)0,25 . (10.13)
б). Вертикальная труба и пластина:
1). ламинарное течение - 103<(Gr ·Pr)ж <109:
Nuжdср. = 0,75· (Grжd ·Pr ж)0,25·(Pr ж/Prст)0,25 . (10.14)
2). турбулентное течение - (Gr ·Pr)ж > 109:
Nuжdср. = 0,15· (Grжd ·Pr ж)0,33 ·(Pr ж/Prст)0,25 . (10.15)
Здесь значения Grжd и Pr ж берутся при температуре жидкости (газа), а Prст при температуре поверхности стенки.
Для воздуха Pr ж/Prст = 1 и формулы (10.13-10.15) упрощаются.

коэффициент теплоотдачи альфа зависит от Нуссельта напрямую, то есть для вертикальной трубы при ламинарном течении вроде бы теплопотери больше должны быть... А вот при турбулентном уже меньше, причем сильно меньше...

Grжd, Pr ж, Prст - что это за значения, как расшифровываются?

[Synoptyk]

Воздух из неограниченного обьема на мой взгляд должен изв.за жаргон "подсасываться" к нагретой поверхности вертикальной труб...Ето только мое частное мнение.

Сообщение отредактировал Synoptyk - 20.6.2013, 14:37

Эскизы прикрепленных изображений

 

[HeatServ]

Если рассматривать идеальный случай, т.е. бесконечную трубу, то теплопотери будут больше у горизонтальной, потому как у вертикальной чем выше, тем разность температур будет меньше, а у бесконечной горизонтальной разность всегда одна и та же. Т.е. я думаю, что до определённого значения, обусловленного конвективными условиями, теплопотери будут больше у вертикальной (пристенная скорость выше) а где-то "лафа закончится" и потери будут выше у горизонтальной.

[lovial]

Grжd, Pr ж, Prст - что это за значения, как расшифровываются?

Числа подобия (критерии подобия) Gr - Грасгоф, Pr - Прандтль, там еще Nu - Нуссельт есть... индексы ж - жидкость, ст - стенка, d - как характерный размер принят диаметр...

[lovial]

Grжd, Pr ж, Prст - что это за значения, как расшифровываются?

Числа подобия (критерии подобия) Gr - Грасгоф, Pr - Прандтль, там еще Nu - Нуссельт есть... индексы ж - жидкость, ст - стенка, d - как характерный размер принят диаметр...
У каждого числа есть своя формула, ищите в инете... Прандтль для воздуха, ЕМНИП, примерно равен 0,7 и почти не зависит от температуры.

[T-rex]

Точно знаю, т.к. сам считал, что вопросы теплоотдачи от разных поверхностей в воздух рассмотрены в "Справочнике инженера-химика" Дж. Перри. Думаю и в других книгах по теплопередаче можно найти будет

[Татьяна Удальцов...]

Очень советую пользоваться не справочниками химика-лирика, а нормативными документами. Формулы для расчета теплового потока от труб есть в СП 41-103-2000. Значения коэффициента теплоотдачи для вертикальных трубопроводов там больше. Кстати, отличаются от показанных на скриншоте в #10.

Но если изучить таблицу II.22 в Староверове с итоговыми показателями, то видно, что однозначного ответа нет. Для разных перепадов температур тепловой поток у трубы одного диаметра может быть больше и у горизонтальной и у вертикальной.

[HeatServ]

На всё воля конвективной составляющей и вообще конвективных условий. Например, в калорифере ведь совсем неважно как ходы расположены, при одинаковой производительности вентилятора мощность будет одинакова.
Последний раз занимался конвекцией в лаборатории университета на лабораторных, как вспомню эти семиэтажные формулы...

[Татьяна Удальцов...]

На всё воля конвективной составляющей и вообще конвективных условий. Например, в калорифере ведь совсем неважно как ходы расположены, при одинаковой производительности вентилятора мощность будет одинакова.

Конечно, в калорифере "вертикальность/горизонтальность" не имеет решающего значения (хотя какое-то незначительное есть). Но влияет не только "производительность вентилятора", т.е. скорость воздуха, но и скорость теплоносителя. Причем однозначно только для одиночного ("элементарного") калорифера.

А вот для группы калориферов очень сильно влияет схема соединения по воде - перекрестная, противоточная или прямоточная. Две установки с одинаковыми калориферами, одинаковым расходом воды, одинаковым расходом воздуха, одинаковыми коэффициентами теплопередачи, но с разными схемами движения теплоносителя (прямоток и противоток) будут иметь значительно отличающуюся фактическую тепловую мощность. Большинство проектировщиков, считающих "по Староверову с запасом", об этом и не знает. В результате калориферы или недогревают или замерзают.

[HeatServ]

Конечно, в калорифере "вертикальность/горизонтальность" не имеет решающего значения (хотя какое-то незначительное есть). Но влияет не только "производительность вентилятора", т.е. скорость воздуха, но и скорость теплоносителя. Причем однозначно только для одиночного ("элементарного") калорифера.

А вот для группы калориферов очень сильно влияет схема соединения по воде - перекрестная, противоточная или прямоточная. Две установки с одинаковыми калориферами, одинаковым расходом воды, одинаковым расходом воздуха, одинаковыми коэффициентами теплопередачи, но с разными схемами движения теплоносителя (прямоток и противоток) будут иметь значительно отличающуюся фактическую тепловую мощность. Большинство проектировщиков, считающих "по Староверову с запасом", об этом и не знает. В результате калориферы или недогревают или замерзают.

Безусловно, схема соединения влияет значительно, это же азы. Я говорил про то, что если калорифер "повернуть на 90 градусов", "завалить на бок" и тем самым разместить его ходы не горизонтально, но вертикально, соответственно и скорость теплоносителя и воздуха не изменится, то разницы не будет. Ну, копейки-то разницы всё равно будут, но узреть их можно только на тепловычислителе по результатам длительной работы.

[Егор]

Например, в калорифере..

теплоотдачу калорифера нельзя сравнивать с теплоотдачей труб, так как в калорифере вынужденная конвекция, а теплоотдача труб происходит при свободной конвекции

таблица из справочника по теплоснабжению и вентиляции Щекина:

Прикрепленные файлы

 ________________.pdf ( 391,73 килобайт ) Кол-во скачиваний: 970

 

[HeatServ]

теплоотдачу калорифера нельзя сравнивать с теплоотдачей труб, так как в калорифере вынужденная конвекция, а теплоотдача труб происходит при свободной конвекции

А целиком сообщение было не осилить?

[qwertyelf]

Спасибо всем товарищи! Воспользуюсь вашими советами.

[Ras28]

да в горизонтальной больше теплопотери , так как она и длиннее чем вертикальные трубы, хотя все зависит от котла и здания

[Егор]

А целиком сообщение было не осилить?

ааа, вот вы что имели ввиду, теперь понял )))
но если задача была изначально на свободную конвекцию, зачем расширять её на общий случай?

[Kult_Ra]

Воздух из неограниченного обьема на мой взгляд должен изв.за жаргон "подсасываться" к нагретой поверхности вертикальной труб...Ето только мое частное мнение.

Есть разница трубы проложены на открытом пространстве или в помещении.

Точно знаю, т.к. сам считал, что вопросы теплоотдачи от разных поверхностей в воздух рассмотрены в "Справочнике инженера-химика" Дж. Перри. Думаю и в других книгах по теплопередаче можно найти будет

Формулы формулами, но и расчётные данные разнятся. На улице ветер обдувает трубу, срывая тепло, воруя и унося его. В помещении всегда есть разница температур (градиент температур по высоте) снаружи вертикальной трубы - труба подогревает воздух, уменьшая перепад температур по мере изменения высоты ..

Тоо Витатерм выпускает Рекомендации по примению различных ОП.
Например:_
Научнопроизводственная фирмаТОО «ВИТАТЕРМ»Государственное предприятиеНИИ сантехникиРЕКОМЕНДАЦИИпо применению стальных панельныхотопительных радиаторов «RETTIGPURMO»Москва1997 В каждом есть приложение:- Тепловой поток 1 м открыто проложенных вертикальных гладких металлических труб,окрашенных масляной краской, qтр, Вт/м
Примечания.
1. Тепловой поток открыто проложенных горизонтальных труб, расположенных в нижней части помещения, принимается в среднем в 1,28 раза больше, чем вертикальных.
--

Это внутри помещений, а снаружи ....всё хуже, ждите стужи!

[испытатель]

Топикстартеру-Техническая термодинамика или теплотехника базируется на правильном применении многочисленных эмпирических коэффициентов. Вы слишком расплывчато поставили вопрос. Сужайте до конкретного применения и условий и Вам дадут конкретный ответ.