Оценка возможности организации турбулентного режима течения нагреваемой среды в каналах системы «труба с внутренними источниками теплоты – труба диэлектрическая»

Abstract

Электроконтактный нагрев сопротивления широко используется в сельском хозяйстве для нагрева воды и воздуха. При этом нагревательный элемент является сопротивлением электрической цепи, тепловая энергия в котором выделяется в соответствии с законом Джоуля-Ленца. Нагрев текучей среды осуществляется за счет теплопередачи или конвекции. Подобный нагреватель относится к нагревательным элементам с внутренним источником тепловой энергии. Рассмотрен случай, когда нагревательный элемент сопротивления в виде трубы помещен во внешнюю трубу из диэлектрического материала большего диаметра и омывается потоком нагреваемой средой с внутренней и внешней поверхности. Показано, что в случае использования единственного обеспечивающего напор источника турбулентный режим течения нагреваемой среды в центральном внутреннем и кольцевом внешнем каналах одновременно организован быть не может. При этом турбулентный режим наблюдается во внутреннем цилиндрическом канале, а во внешнем кольцевом – ламинарный. Для реализации требуемого турбулентного режима течения в кольцевом канале следует увеличить скорость нагреваемой среды. Для этого следует применить раздельные для кольцевого и центрального каналов движущие силы массопереноса.