Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Тогда Гл>=/л!>+Гж> будет равно 105, 110 и 115'С. При температуре охлаждающей воды Гж>=40'С )см>=653Х Х!О л Па с; Х>л>=0,635 Вт/(и'С); Ргч»=431, число Рейнольдса 46, 4 400 и>(> Рж> 3 14, 18. РΠ— з, 3600, 653, 1О-в Режим течения охлаждающей воды турбулентный, и коэффици- ент тсплоотдачн определяем по формуле (5-7): 1)п = 0,02! Йе Рг ~ — ) а лз / Ргж> '>а зз " "~ ° ) "с Ргс / > Ргс ) отсюда при Гс>=105'С (Ргл>=1,67) находим: / 4,31 >а.тз Кцж>=73( ) =92 5. , 1,67 ) Коэффициент теплоотдачн Хж> 0,635 ц = Хпж,— = 92,5 ' = 3260 Вт/(мэ.'С)! >(> 18 1О д» =а> Ы,я>(> = 326065 3,14 18 10 — '=!2000 Вт/и. 1! — 133 16! » »пи г»~ = ! !О'С полУчнм соответстнен!нл.
Ыц =93, жл — —,5; сз, =3300 Вт/(лв 'С); о =-!3000 Прн /ю =1!5' С Хц: Вт/лл. — Хцзч =-94,8; с»~ =-3340 Вт/(мз 'С); г/О= Соотнетста)чоилая зависимость ,ность Он=/(Л/л) показана нз графике Так лэк коэффициент теплопроэодности латуни )., 1!О Б /( температуры, то функция о =~'(М ) е" 2пл '7»с = Нс — /сл) 2,3)2— При Л/,==/с,— /„=.2'С 2 3,!4 !!О О!с=2 — = !3000 В / 20 ™' 2,3 !8— 18 Зависнлюсть л =- дл,=-/(б/») также пРиведена на Рис. 8-3.
Вг/и О с Рпс. 8-3, К задаче 8.! !. Зависимость олз=/(А/»з) находим, исхоля из форм лы ля к ° эффициента теплоотдачн от канденсируюц кн (3.4) .' нс рующегося пара к стенке труб- А"" ъ - з .з»вЂ” В (Л/7, Л/,)о,зз ' тогда тепловой поток на 1 м л' =%»м =л зл— л э б,л ~лзл )л При р=2,4 1О' Па 1. 126,1'С и по табл. 8.1 А=77,4 Ц(м'С); В=.8,15 10 †' м/Вт, следовательно, (3,14 77,4 10 )" л/О,75 !540д/о,тз Задавшись б/»=10, 15 и 20'С, получим соответственно длз =8650, 1! 700 и 14600 Вт/м.
Зависимость яд=/(й/з) также нанесена на график (рнс. 8.3). юля иахожде ждения зависимости теплового потока от суммар ма ного температурного напора б/=1, — 1, просуммируем три иа де — й иные за- висимости. Результирующая кривая д~=/(/»-/мл) на рнс. 8-3 выОтложив по оси абсцисс заданное значение общего температур. Л/ 1 — 1 з~= !26,1 — 40 86,1' С н проведя вертикаль до ного напора — з~= инат каходим иско- пере сечения с кривой 4»=/(/л — 1 ~), иа оси орди =12 600 Вт/м.
мое значение теплового потока (рис. 8-3): 4»= П /,= !26,!'С теплота парообразования с=2185. кДж/кг и, ри следовательно, расход конденсата б = — = ' .3600 = 20,8 кг/(м.ч). 4! 1,26 10» 2185 10» 8-12. Определить значение коэффициента теплоотдачи аз, В /(. " "'С) нденсирующегося водяного пара к иа ужной поверх, ности горизонтальной латунной трубки диаметром температуры а н ружной и внмтренней поверхностей стенки трубки 1»з и /„и количество пара бз, кг/(м ч), коиденсиру щ б, , ю сгося на на- ружной поверхности трубки. Пар сухой насыщенный под давлением р=у к а, нутри ру ° ли со скоростью ю= , =1,0 м/с протекает охлаждающая вода, имеющая среднюю температуру /зо =30' С.
Ответ а,=7600 Вт/(мз 'С); /сз-110 С; /с,- 106 С; бз = 41 кг/(м.ч). 8-13. Как изменится количество конденснрующегося пара бз, кг/(м ч), в условиях задачи 8-12, если скорость охлаждающей воды !велпчить в 2 раза (с ю=) м/с до ю=2 м/с), а все остальные ус- ловия оставить без нэмененийу Количество кондеиснрующегося пара увеличи я р р Ответ ичится п имс но „, !Олй! 45 кг/(м ч) 8-14. На наружной поверхности вертикальной трубы диаметром л)=20 мм и высотой Н=2 м конденсируется сухой насыщенный во.
дяной пар при давлении р= ! ° 1О' Па (рис. 8.4). Температура поверхности трубы 1»=94,5'С. О ределить средний по высоте коэффициент теплоотдачн от пап ра к трубе и количество пара б, кг/ч, которое конденсируется н о- апверхности трубы. Сравнить результаты расчета с ответом к задаче 8-4, где рас. сматривается теплообмен в тех же условиях для горнзонтальвой трубй. 163 Ответ глс Сс=йв 'С д=/ 10зда э пзп 6 — — 2,22 10-э 3600 =- 8 кг/ч. 8 4 К ээтачс 8 14 ~ — з~з —;.= А 164 165 а:= 7840 Вт/(м' ' С); 6 == 8 кг/ч р р паяльном располо>пении тру При тех же условиях, но п и го пзонт . ача - ) а Вт/(и' 'С); 6 == !5,9 кг/ч. Решение а ыщениого пара н лами. При пленочной конденсации сухого насыщ а вертикальных поверхрном режиме течения пленки яойдснсатз на ях и трубах средний по длине коэффициент теплоот плоотдачи можво и< д определить по следующей формуле (!О): Ве =.
3,82щж, (8-5) Йе = ссб/Н вЂ” . 4 грт 'ям;з 2/- й/Н( —,1 l грт привезенная дптна тр>бы Н высота вер тпкальнои поверхности плп трубы. Остальные обозначения те гнс, что и а ф м .' 1о-3 . сэта, т, с, при ормула справедлива при ламинарном течении п. е пленки кондсн- )те < 1600 и соответственно г <2300, ния длн Вс и 2.
Значения комплексов физических свойств, входящих в выра. в ражс- 4 — =- В г/щ и для слуша коцдснсацри водяного нара в завпснмостп т ~ от . прнведе- В рассматриваемой задаче прн р=1 10' Па /.=99,6'С; табл. 8-1 находим: — а .=,; по А .= 51,2 1/(м 'С); В=-6,25 10 — э м/Вт; температурный напор б/ = Г, — /с -- 996 — 94 5в 61'С; приведенная длина трубы Е = />/Нй:= 5, ! 2 51,2 =- 522 < 2300. С довательно, режим течения конденсата по всей высоте трубы ламинарный, и расчет теплоотдачи можно вести по форму.е, -,. ле Число Ве = 3 8го,та 3 8 (522)о,тз 500 1(оэффрщневт теплоотдачи = 7840 Вт/(мэ .' С) .
Ве сс = 4/НВ 5 1.2 6,25 10 Прн В=99,6 тепдота парообразования с=2258 кДж/кг и количество пара, которое конденсируется на поверхности трубы, 6=пбН вЂ” =-3,14 2 10 — э 2 ' =2,22 10 — з кг/с, абг 7840.5,1 2258,!Оэ С авнение полученных значений и и 6 с ответом к задаче .4 показывает, что коэффициент теплоотдачи н количество конденснрующегося пара будут примерно в 2 раза меньше, чем прн горнзонтзльиол расположенив трубы.
8-15. На горизонтальной тр>бе дяаметром и'=!6 мм и длиной /=1,2 м происходит пленочная конденсация сухого насыщенного водяного пара при давлении р=3 МПа. Температура поверхности трубы 1р =22TС. Как изменится средний коэффнциент теплоотдачи от пара к трубе, если трубу расположить вертикально, з все другие условия ос. тавить без изменения? Ответ авеэ,т — О, 55агор 8-16. Определить количество конденсатоотводных дисков и, которые необходимо расположить на вертикальной трубе, в условиях задачи 8.15, чтобы коэффициент теплоотдачн прн вертикальном рас.
положении был равен коэффициенту теплоотдачи длн горизонтальной трубы (п„р,=пррр). Ответ л=!5 шт. 8-17. Пароводяной теплообменник выполнен нз я=218 верти. кальво расположенных труб диаметром г(=!6 мм и высотой Н= .=.1,5 м. Тр>бы изнутри охлаждаются водой, так что средняя температура нх наружной поверхности !,=173'С. Сухой насыщенный водяной пар под давлением р=-1 МПа конденсируется на наружной поверх.
ности тр>б. Определить коэффициент тсплоотдачи от пара к поверхности труб и количество теплоты О, кВт, передаваемое воде в теплоо ° б. ценнике. Ответ а = 8800 Вт/(м" С); Я = 1 МВт. 8-18. Определить критвчсскую высоту труб Н,.г, прп которой в условиях задачи 8-17 иа пх нижнем конце будет происходить пере. ход ламппарного течения копдепсатной пленки в турбулентное. Ответ Нкр = 2,2 м. Решение Переход ламняарного течения конденсамюй пленки в турбулены!ое происходит прп критическом значении приведенной длины г„р =- (НЛ!)„р А = 2300. По условиям задачи 8-!7 р=! МПа, !я=173'С.
Прн залаииом давлении Г. = !799'С и ЛГ=1799 — !73=-69" С. По табл. 8-1 п и 1 = А = 149,9 1/(м 'С); шгда В ир 2300 Н~ю = '-'= — =:2,22 м. АЛГ !49 9.6 9 8-19. О . Опредс.атчь до какого значении температурно~о напора в условиях зздачн 8.!7 ламинарное точеные пленки конденсата сохранится по всей высоте трубы.
Ответ Л!.ч. 10,2'С. 8-20. гггая во - О. В вертикальном пароводяпом тшщообмснш шике охлзждзюя вода, протекающая по трубам, додлгна отводить О=350 сБг !оплоты. к г С ,ухой насыщенный водяной пар под давлением у==1,5 МПа конденсируется иа наружяой поверхности труб. Определить необходимый температурный напор, если тснлооб=1,5 м.
мсннцк выполнен нз я=50 труб диаметром г( — —.22 мм н Н= — мм н высотой Н= Ответ Л! =- 8' С. У к а з а н и е. Так как по условным задачи температурный напор и'т 63 неизвестен, то нельзя непосредственно определ ть пр р е ить приведенную длн. ной и пу тру и установить режим течения пленки коидейсата г а на иаружизвести оверхностп труб теплообменннка. В связи с этим с, предварительный расчет, предполагая, что режим течения конденсата ламинарный по всей высоте труб, П з значения ЛГ необходимо проверить режим течения коыдепсата, лс (8-5) Прн ламинарном режиме течения пдспкп конденса з !!с == 3,8 (НЛ/А) '""; 1!с =- а//Л/В.
Учптьпшя, по цЛГ-Г///, гдс /Г=.пгН/гч мх, п лу; *. Ь м, полу шеи следующее нырзжспис ддя зсмпсрагурного напора /' ЕВ !/с.-з Л/ =/ — ! '13,8лбл/ 166 8-21. ))а наружной поверхности нсртнкальной трубы конденсируется сухой насыщенный водяной пар. Режим течения пленки конденсата по всей высоте трубы ламннарный. Определить зависимости плотности теплового потока д, Вт/и', и теплового потока !3, Вт, о! высоты трубы, Ответ Ч Н щ; 1) Ныа 8-22.
На нертикальной трубе волоподогревателя конденсируется сухой насыщенный водяной пар. Давление пара р=8,6 МПа. Тем. псратура наружной поверхности трубы !,=287'С. Высота трубы и=1,8 Определить средний коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы. Ответ а = 8100 Вт/(мз' С) . Решение При р=86 МПа !,-300'С; по табл.
8-1 находим: А =3541/(мХ Х'С); В=.31,2! 10 ' м/Вт. Температурный напор Л!=!,— 1,=300 — 287=!3'С, следовательно, приведенная длина трубы 2 = Л! НА =- 13 1,8.354 = 8380 > 2300. Так как значение приведенной длины больше критического, то режим течения пленки конденсата в низкней части ~рубы турбулентный. Прн пленочной конденсации сухого нзсышеивого пара в смешанном режиме течения пленки конденсата средний по длине коэффпцпент теплоотдзчи можно определить по следующей формуле (10): Рг 1о.тз 14/з Ке = ~253+ 0,069 ( — ) Ргв з (2 — 2300)~, (8-6) ~ !згс где Рг и Рте — числа Прандтля для конденсата соответственно прп температурах 1, и Гы Остальные обозначения те же, что в формуле (8-5).
Формула (8-6) справедлива прн Я-ь2300. В рассматриваемой задаче при !,=300'С Рг=0,97; при =28T С Ргь =0,921. По формуле (8.6) имеем: г 0 97 10,25 14/3 )7е = ~253+ 0,069 ~ — '~ 0,97о а (8380 — 2300) ~ = 5930. '10,92! ~ Учитывая, что йе=аЛ1НВ, находим: Ве 5930 а = — = = 8100 Вт/(мз'С). Л!НВ 13 1,8 31,21 ° 10 — з 8-23. В вертикальном водоподогревателе яагреваемая вода даи. жется по трубам, на наружной поверхности которых конденсируется сухой насьпценпый водяной пар под давленкем р=5,6 МПа. Температура наружной поверхности труб !ь =260' С.