Sieder-Tate-Gleichung
Die Dittus-Boelter-Korrelation kann für kleine bis mäßige Temperaturunterschiede T wall – T avg verwendet werden , wobei alle Eigenschaften bei einer gemittelten Temperatur T avg bewertet werden .
Bei Strömungen, die durch große Eigenschaftsschwankungen gekennzeichnet sind, müssen die Korrekturen (z. B. ein Viskositätskorrekturfaktor μ / μ Wand ) berücksichtigt werden, wie dies beispielsweise von Sieder und Tate empfohlen wird.
Wenn der Unterschied zwischen der Oberflächentemperatur und der Fluidtemperatur groß ist, kann es erforderlich sein, die Variation der Viskosität mit der Temperatur zu berücksichtigen. Daher wurde von Sieder und Tate (1936) eine modifizierte Form der Dittus-Boelter-Gleichung vorgeschlagen .
Gnielinski-Gleichung
Obwohl die Dittus-Boelter- und Sieder-Tate-Gleichungen leicht angewendet werden können und für die Zwecke dieses Artikels mit Sicherheit zufriedenstellend sind, können durch ihre Verwendung Fehler von bis zu 25% auftreten. Solche Fehler können durch die Verwendung neuerer, aber im Allgemeinen komplexerer Korrelationen wie der Gnielinski-Korrelation verringert werden . Diese Gleichung gilt für Röhren über einen großen Reynolds-Zahlenbereich einschließlich des Übergangsbereichs.
Der Darcy-Reibungsfaktor f ist eine dimensionslose Größe, die in der Darcy-Weisbach-Gleichung zur Beschreibung von Reibungsverlusten in Rohren oder Kanälen sowie für Strömungen mit offenen Kanälen verwendet wird. Dies wird auch als Darcy-Weisbach-Reibungsfaktor , Widerstandsbeiwert oder einfach Reibungsfaktor bezeichnet .
Rauwandige Rohre
Wir stellen auch fest, dass sich alle diese Gleichungen auf glatte Rohre beziehen. Bei turbulenter Strömung in rauen Rohren steigt der Wärmeübergangskoeffizient mit der Wandrauheit . Mit zunehmender Reynoldszahl wird die viskose Unterschicht dünner und kleiner. Bei sehr hoher Reynoldszahl wird die viskose Unterschicht so dünn, dass die Oberflächenrauheit in die Strömung hineinragt. Die Reibungsverluste werden in diesem Fall im Hauptstrom hauptsächlich durch die hervorstehenden Rauheitselemente erzeugt, und der Beitrag der laminaren Teilschicht ist vernachlässigbar.
Besondere Referenz: Ein Wärmeübertragungslehrbuch, John H. Lienhard IV und John H. Lienhard V. Phlogiston Press, 2012.
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