РД 24.035.05-89 Методические указания. Тепловой и гидравлический расчет теплообменного оборудования АЭС

     8.1. Режимы течения в трубах и каналах с безотрывным обтеканием

8.1.1 Ламинарный (слоистый) режим течения характеризуется отсутствием в потоке пульсаций гидродинамических величин. Критическое число Рейнольдса , при достижении которого происходит потеря устойчивости и разрушение ламинарного режима течения в круглых трубах, обычно принимают равным 2300. За счет устранения возмущений в жидкости можно существенно затянуть существование ламинарного режима течения до (57)10. Наличие шероховатости на стенках трубы уменьшает значение критического числа Рейнольдса. Неизотермичность потока также влияет на критическое число Рейнольдса. При совпадении направлений свободного и вынужденного движений у стенки критическое число Рейнольдса возрастает в зависимости от величины числа Релея (табл.4). При противоположном направлении свободного и вынужденного движений у стенки критическое число Рейнольдса уменьшается, снижаясь при 10 до 10.

Таблица 4

     
Зависимость критического числа Рейнольдса от числа Релея при совпадении направлений свободного и вынужденного движений

Критическое число Рейнольдса для каналов некруглого сечения имеет примерно такое же значение, как для круглой трубы (табл.5). Для каналов с узкими угловыми областями критическое число Рейнольдса является условной величиной, поскольку турбулентность сначала возникает в широкой части канала, а потом распространяется на узкую.

Таблица 5

     
Критическое число Рейнольдса для каналов различной формы

В змеевиках и других криволинейных каналах, где возникают значительные центробежные силы, граница перехода к турбулентному режиму сдвигается в область более высоких чисел Рейнольдса. Для змеевиков критическое число Рейнольдса определяется по формуле

,

где - диаметр навивки змеевика.

Критические числа Рейнольдса в спирально навитых (витых) трубах с высотой навивки , меньшей их диаметра (черт.15, а), и в локально спирально навитых трубах, в которых навитые участки чередуются с прямолинейными длиной (черт.15, б), определяются по формуле

.

     
Геометрия спиральных труб

     
а - спирально навитая труба; б - локально спирально навитая труба

Черт.15

Величина находится из выражения , где - диаметр цилиндрической поверхности, описанной около спирально навитой трубы; - шаг навивки трубы; 1240; 0,20,7.

Критические числа Рейнольдса в кольцевых каналах, образованных наружной трубой и внутренней спирально навитой (локально спирально навитой) трубой, касающейся частью своей поверхности внутренней поверхности наружной трубы по винтовой линии (см. черт.45), рассчитываются по формуле

,