Определение коэффициентов теплоотдачи «горячих» трубопроводов нефтебаз

Определение внутреннего коэффициента теплоотдачи подземных трубопроводов

Установлено, что α₁ наряду со многими факторами зависит еще и от режима движения нефтепродуктов в трубопроводе.

Процесс теплопередачи при ламинарном режиме может быть точно исследован в том случае, если картина течения сравнительно проста, а свойства нефтепродуктов неизменны, т. e. если распределение скоростей no сечению трубы и температуры вдоль нефтепровода подчиняется простому закону. Ha основе этих допущений были получены некоторые теоретические формулы для вычисления α₁, но все они выведены в результате приближенных решений уравнений теплопроводности и движения. Эти решения в значительной мере дают расхождения с практическими данными, поэтому чаще всего для инженерных расчетов пользуются эмпирическими зависимостями. Наиболее удовлетворительные результаты дает эмпирическая зависимость

(8.4)

где - критерий Нуссельта, т. e. безразмерный коэффициент теплоотдачи, характеризующий связь между интенсивностью теплоотдачи и температурным полем в пограничном слое потока; - коэффициент теплопроводности нефтепродукта; d₁ - внутренний диаметр трубопровода; - критерий теплового подобия (Пекле), являющийся мерой отношения молекулярного и конвективного переноса тепла в потоке; w - скорость движения в нефтепроводе; с - удельная теплоемкость; ρ; - плотность нефтепродукта; - критерий Грасгофа, характеризующий взаимодействие сил вязкости и подъемных сил; Δt - средняя разность температур между нефтепродуктом и стенкой трубы; β - коэффициент объемного расширения нефтепродукта; v - кинематическая вязкость нефтепродукта; - критерий Прандтля, характеризующий подобие температурных и скоростных полей в потоке.

Все перечисленные критерии вычисляются при средней температуре пристенного пограничного слоя.

При турбулентном режиме движения потока в трубопроводе наиболее хорошо согласуется с практикой формула

(8.5)

Индекс «н» показывает, что все параметры вычислены при температуре нефти. Формула (6.5) рекомендуется при значениях . При имеется переходной режим, при котором происходит резкое увеличение теплоотдачи и значение α₁ следует определять приближенно интерполяцией.