Сборник задач и примеров расчёта по теплопередаче М.М. Михалова (1013671), страница 15
Текст из файла (страница 15)
=- 0,548 ккалпи час град, р = 991 кг!м', 9=64 ° 10 г кгсек!м' (см. Прило кения, табл. 4). Определяем коэффициент тсплоотдачи одиночной трубы з /563 3 99!Г,'О 548к3600 а .= 1,163 6650 =- 7730 аттис град. Определяем часовое количество тепла, проходящего через поверхность трубы; Я = аР (1, — ! ) --= аяг(6 (1„, — !. ), где Р =- яа7!; Р = 3,14 0,02. 0,5 —.. 0,0314,я'! Я .—.
6650 0,0314 (60 — 25) = = 7300 ккал7час = 8460 гпг. Разделив полученное количество тепла Я на теплоту парообразования г, получим количество образовавшегося конденсата 0 5гз з 12" 9 кгучас 7300 Задача ай 4 — 2. Конденсатор водяного пара состоит из двадцати рядов горизонтальных труб с внешним диаметром д=20 мм, длиной й = 1 л!, расположенных в коридорном порядке по 10 трубок в каждом ряду. Насьппенный водяной пар поступает в конденсатор с давлением Р =-14,6 н!см'. Определить часовое количество тепла !1, переданное охлаждающей воде, если средняя температура внешней поверхности трубок конденсатора равна 1„= 70 С.
Р е ш е и и е. Значение коэффициента теплоотдачн для одиночной горизонтальной трубы определяется по формуле (4 — 5) . Определяем значения г и 1, по таблицам для насыщенного водяного пара: при Р=!46 и!ан'. !,.=1!1'С, г=-.532 ккал!кг. Средняя температура жидкой пленки равна: ! ! ! ~ 70 ~п 2 2 Соответствующие этой температуре параметры воды на линии насыщения: 9=965,3 кг(ж", 7,=-0 о85 ккал!я ° час ° град, р=32,1 10 г кг ° гек!м' (см. Приложения, табл. 4). Определяем коэффициент теплоотдачи одиночной трубы: 4 а, = — 0,72) 32 ! !0, 002 !!! 70 —— 7805 ккал!л!'.час гРад, а, .= 1,163.7805 = 9060 гтдяг град. Определяем значение а Определяем значения г,.
приведенному на рис. 4 — 3: г! =- 1,0; г, =-. 0,85; г,=0,64; .,=-0,62; для всего пучка труб: а„, =- — ~~ гп а, для каждого из рядов труб по графику, ез-= 0,77; гг=06, г, =-. 0,72; гэ =- 0,58; гв =- 0,68; г„= О,об; .„= 0,5; взв - — — 0,47. = 0,54; аы — — 0,52; 474 = 0,52; — — 0,49; гм —— — 0,48; вм = — 0,48; ао — — 0,55; вм =„= 0,5; в„ Складывая эти величины, получим 7=20 в;=12. 7=! !2 Отсюда а„т„= — 9060 = 5440 вт/мэ.град. Часовое количество тепла 1пч. 20 равно: б = а,т, Р (1, — 1. ), где Р— поверхность всех трубок конденсатора. где и — число рядов, г — число трубок в каждом ряду, Р =-- я0,02 ! . 20 10 = 125,6 м'-, Определяем параметры воды, соответствующие этой температуре; э = 0,326.10 ~м'1сек, й = — 68,0.10 'вт(м град, С =-4,208 10'двк,'кг.град; Рг = 1,95 (см.
Приложения, табл. 4). Определяем произведение ба Рг.К: яп Рг.г ба Рг К =- — --— т'С (~,— 7„,1 9,8! 2,0' 1,96.2220 !О' ба' Р"' К = (о,ззг !о- 1 4,208 ш (!!! — 7о) В нашем случае (ба.Рг.К) ) 10", следовательно, критериальное уравнение (4-- 2) должно иметь вид: Ми = 0,068 (ба Рг„,К) = 0,068)/18,61 10". г7и Х. Определяем коэффициент теплоотдачи а = з 0,068 тг!8,6! ° !05 68,0 ° !О ~ = 6100 вт1 нз.град а 2 Задача № 4 — 4. Определить диаметр вертикальной трубы при высоте а=0,8 м, если на поверхности ее должно конденсироваться б=60 кг)час сухого насыщенного водяного пара, давление которого Р=27 н/сл!э.
Температура поверхности трубы 1„=30' С. 74 б =-5440 125,6 (111 — 70) =- 27,8. 104 вт. Задача № 4 — 3. Определить значение коэффициента теплоотдачи при конденсации на вертикальной трубе сухого насыщенного пара с давлением Р = — 14,6 н!см', если высота трубы а = 2м, а температура ее поверхности 1„= 70'С. Решение. Определяем значения г и т, по таблицам насыщенного водяного пара при Р— 14,6 н1смэ! 1, = 111'С, г = 532 ккал7кг =- 4,187 ~ Х 532 10' = 2220 10здж!кг. Температура пленки конденсата ! ! ! + 70 т 2 Р е ш е н и е. Определяем» и 1, по таблицам параметров насыщенного водяного пара, соответствующие Р = 27н1см', » = 518,6ккал1кг, 1, =- 130'С.
Количество тепла, переданное поверхности плиты, !'! = б г = = 60 518,6.= 31000ккал(час = — 36000вт. Поверхность нагрева определится из уравнения Р- — - . а (1,— 1,„) Значение коэффициента теплоотдачн а должно быть вычислено с помощью критсриальиого уравнения, для выбора которого определяем значение произведения (ба Рг К) температура пленки конденсата 1~-~- 1н 130.1-30 80 2 2 Значения физических параметров воды на линии насыщения, соответствующие этой температуре: ч =- 0,365 10 'м'/сек, ). == 67 5 Х у» 10 'вт,'м. град, С =-.
4,195 10в дск)кг град, Рг =- 2,21 (гм. Приложения, табл. 4). 513 (ба Р» К) =-, Р» —, 9 81 0 8».ч 2! 518 6 4 !87 !О' (0,365.!О ')в 4,!95 10' (!30- — 30) В нашем случае (ба„Рг К) (10", следовательно, критериальное уравнение должно иметь вид )Уи„= 1,15 (ба,„р» К)' '. См. уравнение (4 — 2) 5!а„, = — 1,15 )»' 4,31 ° 1О" =. 5240. Коэффициент теплоотдачи равен а == "' = ' ' = 4420 вт)мв град. Уи„,х 5240 67,5.10' и ! 0,8 Поверхность нагрева трубы 36 000 442о (!30 — зо) — — 0,0816 м'-'.
.Диаметр трубы а! =-- — -, »( =- — ' - 8 —— -0,032м — — 32мм. г" 0,08! 6 Задача 4 — 5. Определить среднее значение коэффициента тепло- отдачи а и значение критической тепловол нагрузки »7„ при кипении воды иа поверхности трубки испарителя, если давление Р =- 100 н,~см'-', разность температур 1, -- 1„ =- 12 С. Решение. Значение а для кипящей в большом объеме воды определим по формуле (4 — 12): а = 39.12'" 1 — Г = 40900 ккал(лР час град, (9,8/ а = 1,163 40 900 = 47 500 вт1л'град. Значение (/„, определим по формуле (4 — 10).
Физические параметры воды на лиш1и насыщения при /, — — !80'С: ), - О 58 ккал/м час.град, сх --.-- 887 кг/м', с ..— О 0043 кг,'м (см.1!риложения, табл. 4). Физические параметры пара при 1, == !80'С, р" — -5,16кг/м', г = = — 481 ккал/кг, Ср. == 1,06 ккал/кг град. Отшода: 1 7.104 0,58вз(887 — 5,16)~з'~'(5,!6 481 453)п.
0 0048074 =- 2,50 10'ккал,,'м'.час. 4/„,' -, 1,163 ° 2,5 ° 106 = 2 9 ° 104 вт/М2. Задача № 4-- 6. Чему равен удельный тепловой поток в условиях предыдущей задачи н как изменится его величина, если давление увеличится до Р = 200 н/см'-, а значение температурного напора останется без измененияу Р е ш е н ие. Удельный тепловой поток прн Р -- 100 н/см' равен а =. а(1,, -- / ) =- 47500 !2 =- 57.104вт/л4'. Коэффициент теплоотдачи при Р:= 200н,'см- определим по формуле (4 — 12): а =- 39 Л/'~' Р~" или а .=- 47500 ~,' — —, = 67 000 вт/лгцград.
7900 Удельный тепловоз поток при Р =- 200 н/смз равен: ч =- 67 000 12 = 80,5 104 вт1'л4'. Задача № 4 — 7. Определить критическую тепловую нагрузку а„р при кипении бензола, если его давление Р =-34,6н/см'-'. Р е ш е н и е. Физические параметры бензола на линни насыщения при Р = 34,6 и/см': /, ==- 124,5"'С; 1. =- 0,1131 ккал,'мчас.град; 9':=- = 761 кг/мз; 9" = 8,54кг/м'1 Ср, =-. 0,511 ккал/кг град; с = 85,4ккал/кгь в = — 0,0016 кг/м ! Л вЂ” 6) . Определяем д„, по формуле (4 — 10): 13 1 1 д —..1,7 104— 40,1131ал (761 — 8,54) ч(8,54.85,4.397,5)з 0,00!6 ' 761~ 0,511 =- 7,35 ° 10'ккал1мя.час = 1,163 ° 7,35 10' = 8,53 10'вт/м', Задача № 4 — 7.
Определить весовое количество конденсата 6 и значение коэффициента теплоотдачи а в процессе теплообмена между конденсирующимся водяным паром н поверхностью горизонтальной трубки дна~метром д =25 мм, длиной й ==0,7, если температура внешней поверхности трубки /,„.=33' С, а давление сухого насыщенного пара Р =2 94 и/см'.
О т в е т: 6=2,85 кг/час. Задача № 4 — 8. Какое количество сухого насыщенного водяного пара сконденсируется в условиях предыдущей задачи, если изменится давление пара: 1) уменьшится до Р=1,96 и/см', 2) увеличится до Р=4,9 и/см"-. От в ет: 1) 6=233 кг/час, 2) 6=3,95 кг/час. Задача № 4 — 9. Определить диаметр горизонтальной трубы, если при длине й=! м на ес поверхности с температурой 1„,=1ог' конденсируется 26 нг,'и сухого насыщенного водяного пара с давлением Р— — 2,45 н/см'.
О т в е т: г! = 220 мм. Задача № 4 — 1О. Сухой насыщенный водяной пар давлением Р=5,9 н~слл конденсируется на вертикальной трубе с диаметром д=40 мм, длиной 8=2 м при температуре ее поверхности 1„,=14,5 С. Вычислить значение коэффициента теплоотдачи а и определить, как изменится зна- .чение а, сели трубу расположнты оризонтально. Ответ: а„=--4,2 1О'вт?мз град; а = 2,3! ° 1О вт)мз.град. Задача № 4 — 11. Определить среднее значение коэффициента тепло- отдачи а для конденсатора сухого насыщенного водяного пара, состоя- щего из 10 рядов горизонтальных труб внешним диаметром д==20 мль расположенных в коридорном порядке, если пар поступает в конденса- тор с давлением Р=19.6 и/см' и если средняя температура внешней по- верхности трубок конденсатора 0 .—.
60'. О т в е т: а=742 вт?м' ° град. Задача № 4 — 12. !4онденсазор перегретого водяного пара должен со- стоять из 15 горизонтальных рядов труб, внешний диаметр которых с!=30 мм, длина !г.=-1,2 л. Определить общую поверхность нагрева кон- денсатора Р мз и количество труб г в каждом его ряду, если общее коли- чество отведенного тепла Я=З,?2 ° 10' вт, средняя температура внешней поверхности трубок 1„,=50', перегретый пар поступает в конденсатор с давлением Р=50 н!см' и температурой 1=260'С. Ответ: Р=564,5 лР, я=333 тр.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
