КОЭФФИЦИЕНТЫ ТЕПЛООТДАЧИ ЖИДКОСТЕЙ ПРИ ТЕЧЕНИИ В КРУГЛОЙ И КОЛЬЦЕВОЙ ТРУБАХ
Интенсивность и характер кавернообразования в мерзлых породах в существенной степени зависят от коэффициентов теплоотдачи циркулирующей жидкости. Нисходящий поток сначала поступает в центральную трубу и, достигая забоя скважины, поднимается на поверхность. Далее описанный цикл повторяется. Запишем выражения для коэффициентов теплоотдачи при ламинарном и турбулентном течении жидкости.
Ламинарное течение (средний коэффициент теплоотдачи по длине трубы) [45]:
круглая труба
Nu = l,626l/3(Pedo//)1/3((i2/m)0’4. (1-27)
где Nu = aido/Ji; Ре = vdo/a; I — глубина скважины.
Кольцевое пространство
N"u= l,42S,/3[Pe(D-d)/(21)]1/3(|i2/Hi)0M. (1-28)
где Nil = a2(D-d)/(2X); Ре = v(D-d)/(2a).
Ламинарное течение (местный коэффициент теплоотдачи) [45]: круглая труба
Nu = 0,956’/3(Pe<io/x)’/:Wpi)0’u; (1.29)
кольцевое пространство
Nu = 0,956l/3[Pe(D-d)/(2x)]1/3(p2/pi)014, (1.30)
где ц, и ц2 — вязкость жидкости в пограничном слое и основном потоке; х — расстояние от входа потока жидкости в круглую трубу или кольцевое пространство.
Выражение (1.30) справедливо в тех же пределах, что и (1.28) с точностью Nu ниже 5%. В соотношениях (1.27) — (1.30) б определяется из формул (1.14), (1.15) и (1.18) в рамках степенной и вязкопластичной моделей жидкости.
Турбулентное течение [Исаченко В. П., 1981 г.]: круглая труба
Nu — 0,023ReoePr0’4Wlilf25, (1.31)
где Nu = aidoA; Re = UdoQ/т); Рг — цс/к; кольцевое пространство
Nu = 0,017(D/d)0,*Re°-ePr04(u2/m)0’25, (1.32)
где Nu = (i2(D—d)/k Re=~tT(D—d)Q/r; Pr =ic/k.