Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Определить количество теплоты О, кВт, передаваемое воде, если водоподогреватсль выполнен кз и= 112 труб наружным диаметром И=16 мм и высотой Н 2 м. 167 Ответ Н, и а, Вт/(мз 'С) Н, м а, Вт/(ыэ 'С) гбг гб(- ВгЦмг "с) /г ) гб аи В Кцп = Х т ж р а П= яр Х 2,У м и г г я и Н, и !7, кВт Н, м с), кВт 169 168 !с = 1 Д)Вт. 8-24. Оп, с. род ьпаь пзмспсппс среднего. коэффициента зсплоотдачн по высоте вертикальной трубы при конденсации на ней сухого на. сыщенпого водяного пара. Давление пара р=б МПз, температура поверхности трубы / =- а= Расчет произвести длз значений высоты Н, раиных 0,2; 0,4; 0,6; ,; .,; 1, 5; 1,5; 1,75; 2; 2лп 3 н 4 и, и построить график зависимости а=/(Н) Ответ Результаты расчета приведены ниже, а также на гр фи рнс.
8-5: графике 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,25 1! 000 9440 8600 8!50 7880 7780 1,5 1,75 2,0 2,5 3,0 4,0 7760 7800 7840 8000 8200 8630 8-25. Определить изменение количества теплоты Я, кВт, передаваемое от пара к стенке вертнкальной трубы, в зависимости от ее высоты в условнпх задачи 8-24, если диаметр трубы г/=.22 мм. Рис. 8-5. К задаче 8-24. Рис.
В-б. К задаче 8.25. Ответ Р езультаты расчета приведены ниже, а также иа графике рис. 8-6: 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,25 1,61 2,76 3,76 4,76 5,76 7,10 !5 175 20 25 ЗО 40 8,53 !О,О !1,4 14,6 17,9 25,2 8-26. Определить коэффициент теплоотдачи от пара к трубке верхнего ряда горизонтального трубного пучка конденсата паровой турбины, Трубка имеет нарумпгый диаметр В= 18 мм и температуру позепхности /с =-22' С.
(4а поверхности трубки конденсируется сухой насыщенный водяной пар под давлением р=5 кПа, движущиися сверху вниз со скоростью ю,=20 и/с (рис. 8-7). Сравнить полученный результат со значением коэффициента теплоотдачи лля неподвижного пара. с Ответ а =!3 700 Вт/(мэ.' С), а/ан = 1,34. Решение Коэффициент теплоотдачн при конденсации Ю =гг'ь.
сухого насыщенного водяного пара на горизонтальных трубах при ю„р" <1 можно рассчиты. вать без учета влиинии скорости движения вара на теплоотдачу, т. е, по формуле (8-4). При значениях ю„рм)! необходимо учитынать влияние скорости движения пара на теплоотдачу. В последнем случае коэффициент теплоотдачи может быть рассчитан по следующей формуле (25): Рис. 8.7. — = 28,3П ' Хпн (В'7) К задаче 8-26. а„ где цв — значение коэффициента теплоотдачи для веподвижного па. ра, подсчитанное по формуле (8-4): Здесь ю — скорость набегающего потока пара; р" — плотность пара при температуре !и р' н Х вЂ” плотность и коэффициент тепло- проводности конденсата при температуре Г,.
Формула (8-7) применима при давлеиимх пара от 5 до !00 кПа, температурных напорах М=Π†от 2 до 20' С и П~ВОО. В ассматриваемом случае при р=5 кПа !г-32,9' С. Прн этой Р температуре р"=0,0354 кг/и'! р'=995 кг/и'! Х 0,623 Вт/(и 'С) и и р"=20'00354=142 кг/(м с'). Так как ц~~рв)1, то расчет ведем и по формуле (8-7), Коэффициент теплоотдачи при конденсации неподвижного пара определяем по формуле (8-4).
в При 5=329'С по табл. 8-! находим: А-89 !Ям С); В= =2,20 10-' м/Вт; температурный напор Л/=1,— !с=32,9 — 22 109'С и коэффициент тсплоотлачи неподвижного пара !а,тз ! ~!,7 ми — -- 3,25,, =. 3,25 В (лс>Л!)г> '-"' ' 2,2 ° 10-' с>ПЛ ° Л.~О-. л! 1 ~Л>Л Л ! .'С1 Числа (лич и П. ми с( 1 02.10л 18 10 — э л „ 0,623 ! г>~ффн!лпспз зсплаотдзчи аш — == 28,3 П! '«" Хи„"'~~ =-28,3(23,7)с«ь(295) !'зз = 1,34; и =- 10200.1,34 = 13 700 Вт/(«Р ' С).
8-27. К" ! . Как изменится коэффициент теплоотдачи от па конденсатора н условиях задачи 8.26 п ш ! пнн нара ат 10 40 « ' П Ответ да м,су ост онть р график зависимости и ат ви. При р=-сопа1 а=во'а и, сле о , слеловатсльпо, коэффициент теплоот. даю! возрастает иа 25э)э. Рез льта ь рнс. 8-8. езультаты расчета представлены на ~ в! =«З Ю«т обООЬ Л,'.«т 'л«'гл.'7ф' тг га ЗР эг/с ,„13700 Вт/(лл~ 'С).
Решение Прн конденсации водяного пара на горизонтальных трубных пучках, обтекаемых сверху вниз чистым валяным паром, значения коэффициентов теплоотдачи по рядам труб можно определить но следующей пркближенной методике (26) ! !. Производ>лтся последовательный расчет количества пара ЛО„ конденсирующегося на трубках каждого ряда, расхода пара О в коэффициента теплоотдачи а„по рядам.
Прн этом стн ЛОа = г О ' ! =- Ол ЛОн' где согласно фоРмуле (8.7) (8.8) Р— площадь поверхности теплообмена рассматриваемого ряда труб; в, и в — скорости потока пара перед первым н и-м рядами. 2. Оп еделяютсн поправки на влияние стекания конденсата по р формуле ~и~ Лб! (8-9) 8 29 Определить средний коэффициент теплоотдачи от пара к трубам конденсатора, выволнснпаго н нпдс горизонтального коридор. ного трубного пучка, состоящего из и= !4 рядов труб по высоте. Паружный диаметп труб >(=16 мм. УВаг труб па горизонтали ,з = 1,25«( (рве. 8-9).
Поверхность теплообмева всех рядов труб в пучке одинакова. На поверхности труб конденсируется сухой насыщенный водя. пой пар под давлеш!си р=-9,8 кПа, движущнейся сверху вниз. Ско. рость потока пара перед веркины рядом труб в,=35 м(с. Температура поверхности всех трубок 1,=35'С. При расчете принять данленне пара и температурный напор не. и гиен>и>мя по высоте пучка. Ответ 171 Рис. 8-8 К задаче 8-27. Рпс.
8-9. К задаче 8-29. 8-28, Кнк пзи :. е!ппся коэффшпп ит тсплоатда ш ат па >а к т > и! ковденсатопа а 'славках за р у . да и! 8-26 прп н.>мснеипн давления парь от ,05 104 до 0,5 !Ол Па, если температуриьш напор (Л! 10,9' С) и все другие данные останутся без пзмененп1П Ответ Зиачеш>с коэффиш>сита т р=,а 1О'Па а=- !8 000 Вт/(м"С) .
:фф . еплоотдачн увеличится на 37эй и прп 170 и где ЛО, — суммарное количество конденсата, стекающего по л=! и- т и-й трубе; ЛΠ— количество конденсата, образующегося на и-й рубе (1=и). 3. Значение коэффициента теп.зоотдачи длн н-го ряда с учетом влияния скорости пара и стекания конденсатз определяется как гх = а„а (8-10) В ассматривасмой! задаче сначала огределяем коэффициент Р тсплоотдачи для неподвижного пара.
Расчет всдеь( по формуле (8.4). Прп р=98 кПа /.--45 5" С; по табл. 8-! находим: Д =-13 7 1/(м 'С)' В =- 2 83 1Π— з м/Вт. Таси(грс(т) рный напор Л/=/я--(~ =45 5--35=10 ВЯ С; Ая,гэ 1 с,гх ,я, . ~зяя" у,„ядя: ' ' яя.. !я)'годам влияния схо)гаса! Пара ведем по о и '«,'С) 2393 Я ссн (3 1,13 10'1,6 10э ) 0,645 -=20!1 ю) (э ссн 35з 0,0668 1,13 10( 9,81 991 0,645 .- 347; аг — == 28,3П'""Хия ч зч =: 28,3(347)Я ьэ(281) ''" =.1,6, откуда а, †-- 1,бан =- 1,6 11 300 .= 18 !ОО Вт/(и"С). ряда, р, онденснрующегося на 1 м труб Количество па з, к тру кн первого ас 1 ~~ 1,81 10 ° 10,5 3,14 ° 1 6.10 — а 2393.10з ==3,98 10 — ' кг/(м с), ),лп Лб, =: 3,98 10-з 3600 =- 14,3 кг/(м ч) Ра 'сход пара на ! м трубки пе нога я а = 35 0 0668 ! 25 0 016 3600= 168 кг ч . всход пара, на 1 м ~рубки второго ря;(а, б =.
,= б, — Лб, ==!68 — !4,3 = 153,7 кг/(и ч). Т ак как по условиям задачи гсам ° етрнчсскг~е хара( тернет(а(с всех одинаковы, та юя бя 153,7 — — — = — =- 0,915 и юз = 0,915 35:.= 32 и/с. Согласно форму.и (8-8) аг юя я (е = ( „, ) =- (0,915)о )а = 0,985, !72 н так как р, Лт, г и с( постоянны по всем рядам, то аг Лб, = Лб, — —... 14 3 0 985 = 14 ! кг/(м ч) . а, Анзлопщным образом рассчитываются значении Лбь юс и и /а) по рядам.
Результаты расчета приведены в следующей иг)хсе таблице. о, хг/(м ч) дп, кг/(м.ч) а Вт/(мс л 6) Мя ряда я а, и, м/с В значення коэффициентов теплоотдачи вносим поправку на уменыпенне их эа счет стекання конденсата: Лб, +Лба Х-в.ат /14,3+ 14,1 й-а.вт =~ ' . ') Лбз ~ ~ 14,1 аэ а =се,е =- а — ез =-18100 0,985 0,954 = 17000 Вт/(м' 'С); э' 'а с + б +Лб х — о,от /14,3-3-14,!+ 13 9( ) ~ 139 аз =- 18 100 0,97 0,927 = 16 300 Вт/(мз Р С) .
Результаты последовательного расчета коэффициентов теплоотдачи по рядам приведены в таблвце на стр. !73. Средняй коэффициент теплоотдачк лля всего трубного пучка и 1 %'( а = — '~,а( Р„ Р .2~ с=) где Г, — площадь поверхности теплообмена отдельных рядов труб; г аб)цзя площадь поверхности тсплообмена.
Так как по условиям 173 1 2 3 4 5 6 7 В 9 10 11 12 13 14 168 153,7 139,6 125,7 112,1 98,7 85,6 72,7 60,2 48,1 36,4 25,2 14,7 5,0 35 32 29 26,1 23,4 20,6 17,8 15,1 12,5 10,0 7,60 5,25 3,06 1,04 1,00 0,985 0,970 0,953 0,936 0,918 0,900 0,875 0,850 0,820 0,785 0,738 0,680 0,625 14,3 14,1 13,9 13,6 13,4 13,1 12,9 12,5 12,1 11,7 !1,2 10,5 9,7 5,0 1,0 0,954 0,927 0,910 0,893 0,880 0,870 0,861 0,853 0,845 0,837 0,830 0,822 0,814 18 100 17 000 16 300 15 700 15 100 14 500 14 150 13 550 13 100 12 500 11 850 11 050 10 100 9200 задачи поверхности теплообмснз всех рядов одинаковы, то сс = — ~,ас и с=! а = 18 400 Вт/(мз 'С) . (9-! а) Хи = 0,0625)7ецз Рг ", * (9-16) где Йе с//ь гр" т а/ т'си * 174 175 П ос м, табли ы, н р у, инровав значения гс„приведенные в последнем,Г ц, т разделив эту сумму на число рядов л=)4, найдем: стол ще сс = 13 700 Вт/(мз'С) „ 8-30.
Определить значение коэффициента теплоотдачи лля т б р. у) ряд конленсзтора, рассмотренного в задаче ру ы , если скорость пара перед перхпим рядом труб уменьшилась в лить раза, а все остальные условия сохранены без нзмеа с н . О ет й. преде. 96, кг/(м ч). также количество пара, конленсирующсгося на ! 1 б а м это! тру ы, че 8-29. Сравнить результаты расчета с данпымп, полученными в з ла. в зала.
Ответ При шс = 35 и/с Прн ш, = 17,5 и/с ас =-15 РОО Вт/(мз'С) и 60, .—.. 13,4 кг/(м ч). а, = !2450 Вт/(м' 'С) и ббс.— — 11,! кг/(и ч) ГПАВА ДЕВЯТАЯ ТЕПЛООТДДЧД ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ 9-1. Оп ности т убкн испз и - . О ределпть коэффициент теплоотдачи от паруж 1 ру касс поверх. руб и рителя к кипящей воде, если тепловая нагрузка поверхностн нагрева 4=2.10' Вт/м', режим кипения пузырьковый и вода нахолится под давлением р=2 1О' Па. Ответ Решение При пузырьковом ксспейстсс жидкости в большом объеме коэффициент теплоотдачи может быть подсчитан по форм ле,'!1); нри )(е.> !О-' рм уле,' Хи = 0,125)(е" ВВР Т'з ь ь прн Вс.(!О-' Рг =— , и ср р' оТВ мс (гр")' И, С, Г, А, П И а — КнисиатичЕСКнй КОзффНЦИЕит ВЯЗКОСти, тЕПЛОЕМ- р кость, теплота парообразования, коэффициенты теплопроводностн, температуропроводности и поверхностного натяжения жидкости при температуре насыщения 1м р' и р" — плотности жилкостн и пара при температуре /м Т, — температура насыщения, К.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
