Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 27
Текст из файла (страница 27)
В рассматриваемой задаче при р= †- 2,5 !О' Па температура насыщения 1,= !27' С и теплота пароабразовюзия г =2182 кДж/кг, следовательно, 7 ! Ы = 127 — !23 = 4'С; гр = О, 5 (127 + ! 23) = ! 25' С, При этой температуре физические свойства воды следующие: » Х = 0,686 Вт/(м.'С); р =227 !Π— в Па с; р=939 кг/мз и» В» Толщнна' плавки конденсата на рас.
стою»ии х=О,! и от верхнего конца »з х В ~ трубы 87 Мм бг ", 4 0,686.227 10 ' О,! 4 6,,! —— )У =0,6.10 — ' м, нлн 6 =»,»=0,06 мм. Местный козфф ффициент теплоотдачи на расстоянии х=О,! м Х 0,686 се» а 7 = 6 — — = 11 430 Вт/(мз.' С). Томкина пленки кон пропорционально, а каэфф з де ката будет изменяться по высоте прям рямо иально карп»а четве той степ ффз циент теплоатдачи — обратно прапорцн- р отру ки. Таким образом, 17 евсин нз !»зсстояння ат ве!»»него кояц а 6 »=аз = 6»=аз )' 2 = О, 06 1, 19 = 0,0715 мм. 0,686 6» з г О 7!5 !0» 9620 Вт/(мз 'С). азам. Ре Для других значений х, 6, и а, вычисляются ана. т я аналогичным об- и на рнс, 8.1.
р .. зультаты расчетов приведены в ответе к н й те настоя»де залаче ного коэфф 8-2. Как изменятся толщина пленки конденсата н знаке ние мест- нзменном а ффицнента теплоотдачи в условиях задачи 8-1, д аленин (р=2,5.10' Па) температурный иапо г!1 и -, если при не- мет значения, рванью 2, 4, О, 8 и 1О'Сз Расчет произвести для расстоян»щ х-2 м. Пост зависимостей 6 =/»(61) н а .--' (Ж) н а,.--,',(Ж) р . В рассматриваемых условиях средняя темпе- ск ратура плевки конденсата 1„ изменяется мало и изменением ф их свойств конденсата с изменением Ж можно б ем фнзнчепрене речь, !56 Ответ Результаты расчетов приведены на рис. 8.2 и таблице: 1О О, !60 4300 61, 'С 2 б„мм О, 108 пх, Вт/(мз 'С) ~ 6360 6 О,!4! 4870 8 О,!51 4540 4 0,127 5410 8-3.
На поверхности вертикальной трубы высотой 0-2 м происходит пленочная конденсация сухого насыщенного водяного пара. Давление пара р=4 кПа, Температура поверхности трубы !»=25 С. 57 75 В гз кВ »» 5 В 75 - В»7' В »7 875 5 З 5 В 7  » Рис. 8.2. К задаче 8-2. а, о, =7460 Вт/(м" С); ах э=3530 Вт/(м' С). Сравнение этих значений с ответом к задаче 8-! показывает, что прн р=4 10' Па коэффзциент теплоотдачи примерно в 1,5 раза меньше, чем прн р=2,5 !О Па.
Уменьшение сз происходит в основном за счет увеличения вязкости конде»ката. 8-4. На наружной поверхности горизонтальной трубы диаметром г(=20 мм и дливай !=2 и конденсируется сухой насыщенный водяной пар при давлении р= ! ° !О' Па. Температура поверхностк трубы 1, = 94,5' С. Определить средний коэффициент теплоотдзчи от пара к трубе и количество пара О, кг/ч, которое конденсируется на поверхности трубы. Ответ а = 15 600 Вт/(мз ' С); О =- 15,9 кг/ч. 157 Определить зяачеиия местного коэффициента теплоотдачи на расстояниях х, равных О,! и 2 м от верхнего конца трубы. При расчете считать течение пленки конденсата ламинарнмм по всей высоте трубы Результаты расчета сравнить с ответом к задаче 8-1. Ответ Де = цЛ(п/г' —; 4 грт йл7з й 2 = Л/и/? ~— — прнведсяная длина трубы; Л(=1.— 1.
— температурный напор; /? — радиус трубы; л, л и р — коэффициент тсплопроводностп, кинемазпчсск7:й коэффициент вязкости и плоп7асть иоидснсата прп температуре насыщения 1л г — 7сплота пзрообрззовапня при 1, Формула спраосллппа прп г((20(а/од)л' (а — коэффициент поверхностного нзтяжен7ш) н лачппарпач течеш7и пленки конденсата, что определяется условием 3" 3900, Для встречающихся иа практи. ке случаев этп два условия обычно оыполня7отся. Формулу (8-3) можно записать следующим обрзэам. 17,7З (8-4) В (ЛЛ((л/О" где ,7,7 7 лг, гот 4 В = —, м/Вт.
г!зт Зпзчсш7я комплексов А и В зависят только от рода жидкости н температуры насыщения. Для воды значения этих комплексов в за. 7ч7снмости от 1, приведены в табл. 8.1. В рассматриваемой залачс прн р=( 10' Па 1,=-99,6'С и по табл. 8.4 находплг: А=.51,2 1/(и 'С); В=6,25 10-з м/Вт. Температурный напор Л( = 17 — (с = 99 6 — 94 5 = 5 1" С Подставив найденные значения в формулу (8-4). получим: а7.— — 3,25 (5! '2) 625 !Π— ' (3 140015 1)щ:» = 5 0 т/(и.' ). !1з ураипщпщ тсплового баланса походим ьогпшсстао ко777ленс77- р)чощсга пира. !/(ч ' С) 0г = аЛ(Р, где Р=-лг//,мл †.площадь поверхности трубы. Решение При пленочной канленсацип сухого насыщенного пара иа гарн.
зоктзльпых трубах средний по периметру козфф77ц77с77т теплоотдачп лилжпо определить по следу7ащсй 47ормулс [10[. (!е =- 3,252~" з, (8-3) Т а б л и ц а 8-! Значения А и В в формулах (8-4) и (8.5) для воды А, 7/!и 'Сл В 7ач и/Вт л' * В 7ал, л7/Вт А. 70млб) 1 62 170 2,06 ~ 180 2,54 ,, '190 3,06 7 200 Г!ри 1,=99 б' С теплота парообразования 7=2258 кДж/кг, сле. доизтельно, аЛ( !5600 5,1 0=ил(1 — =3,14 0,02 2 ' =4,43 10-з кг/с, 2258,10з илп 0=4,43 10-'3600=:159 кг/ч.
8-5. Решить задачу 8-4 при условии, что давление пара р=2Х Х(Ол Па, а все остальные данные остались без нзыенений. Резуль- таты расчета сравнить с ответом к задаче 8-4. Ответ сл —" 10 800 Вт/(лгл.' С): 0 = 57 кг/ч. 8-6. Определить количество сухого насыщенного водяного пара О, кг/ч, которое конденсируется на поверхности горизонтальной трубы дизмстролл 7(= 16 мм и длиной 1=-1,5 м, если лавленне пара р=- = 1,2 МПа, а температура поверхаости трубы 1, = 180' С. Ответ 0 = 99 кг/ч. 8-7.
Как изменится коэффициент теплоотдачи при конденсации сухого насыщеннога водяного пара на поверхности горизонтальной трубы, если давление пара возрастет от 004 10' до 4 1О' Пз, а температурный напор Л(=1,— (л останется без изменения? О~нет Коэффнцвент теплоотдачн уведнчнтся в 1,43 раза. 8-8. Как изменятся коэффициевт теплоотдачи и количество су. хата насыщенного водяного пара, конденсирующегося в единицу вре. меня иа поверхности горизонтальной трубы, если диаметр трубы увеличить в 4 раза, а давление пара, температурный напор н длину трубы сохранить без изменений? 159 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ! 10 120 130 140 150 160 5,16 7,88 11,4 15,6 20,9 27,1 34,5 42,7 51,5 60,7 70,3 82,0 94,0 107 122 3,62 4,22 4,88 5,57 6,28 6,95 7,65 8,47 9,29 10,15 11,09 210 220 230 240 250 260 270 280 300 136 150 167 182 197 218 227 246 264 278 296 312 ЗЗ6 354 12,04 12,90 14,02 15,05 16,08 17,63 18,40 19,78 21,32 22,70 24,42 26,31 28,72 31,21 Ответ лг Коэффициент теплоотдз ш уменьш»тся в !' 2=1,41 раза; коли.
>естзо пара, каидснсиру>о>цегося в единицу зрсм>пи, увела >итси в 2 / =2,84 раза. 8-9. Какую температуру стенки (. необходимо обеспечить, чтобы прп пленочной конденсации сухого пасы>цеииоп> водяного пара на поверхности горизонтальной трубы диаметрам В=!6 мм н длиной !=2,4 м ьондепсиравалось 6.=6,5 10-' кг/с пара, Давление пара р=5 10' Па. Определить также значение коэффициента теплоотдачи в этих условиях. Ответ Гс = 145' С; а =!6600 Вт/(мв С).
Решение Из уравнения теплового баланса имеем: 6г а --, Вт/(мз 'С). Ы 2ц/7! С другой стороны, коэффициент теплоотдачп согласна формуле (8-4) Аа,тз сс = 3,25 В ( )(Ы)а.25 Приравняв правые части этих двук уравнений, получим выражение для температурного напора: 6г В Ы ' 6,5 (и/7)а' з / г(а" з В рассматриваемой задаче при р=5 1О' Па температура насыщения О= 151,8' С, При этой температуре г=2109 кДж/кг.
и па табл. 8.1 А = 109 7 1Дм 'С); В= 10 3 1О-' м/Вт, следовательно, 6 5,10-з,2!09,!Оз 1О 3,10-з 6,5 (3,14 8 РО )с' з 2,4 (109,7) 'тз откуда температурный напор Ы = (4,22)из = 6,8'С и необходимая температура стенки >с Гл ЛГ 151,8 — 6,8 .— 145' С. Значение коэфйшциента теплоатдачи находим по формуле (8-4): (!09 7)а.>э 1 а= 3,25 ', — 16600 Вт/(мз.'С), !0,3 1О-* (3 14.8 1О ' 6 8)а,тз 8-10. Какой температурный напор Ы=Г,— Г, необходимо обес. печнть, чтобы при пленочной конденсации сухого насыщенного во.
дяного пара иа поверхности горизонтальной трубы диаметром >(= =34 мм плотность теплового патока была (> 5,8 !О' Вт/и'. Давление пара р 1 ° 10' Па. 160 Определить также значение коэффициента теплоотдачи в этих условиях. Ответ Ы =- 4' С; сс = 14 500 Вт/(мл ' С) .
8-1!. На поверхности горизонтальной латунной трубки диамет: рам >(л/>(>=20/18 мм кондснснруется сухой насыщенный водяной пар ' с павле>п>сл> р=2,4 10' 11а. Внутри трубки протекает охлаждающая вода. Расход и средняя температура воды равны соответственно: 6>=400 кг/ч; / >=40'С. Определить количество пара, конденсирующегася за 1 ч на ! и поверхности трубки 6> Кг/(м-ч).
Ответ 6з = 20,8 кг/(и ч). Решение Так как значения коэффициентов теплоотдачи со стороны пара и воды зависят от температур соотиетствующих поверхностей трубки, а эти температуры нам неизвестны, то расчет можно провести либо методом последовательных приближений, задаваясь соответствующими температурами, либо графааналнтическим методом, Решим задачу графоаналитнческим методом. Определим значения двух тепловых потоков, отнесенных к ! м трубки, от внутренней поверхности трубки к воде (дп, Вт/м) — прохолип>его через стенку трубки (4м, Вт/м) н передаваемого от конденсирую>цего пара к поверхности трубки (4м, Вт/м), — в зависимости от соответствующих температурных напоров Ы>=(с> — ( >; Ы.= =-!сс — !с> я Ы а=г — ! л Дли определения д»=/>(б/>) зададимся тремя значениями Ы» 65, 70 и 75'С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
