Расчет требуемого времени при трех значениях среднего коэффициента конвективной теплоотдачи к колбе термометра, страница 6

 Считем, что длина труб много больше диаметра. Согласно рекомендации            [1, стр. 215] e_l»1 при (x/d)>15.

Тогда:

=0.021(16990)^0.8*0.66^0.43=43,5

Исходя из определения:

                                                       (6)   [1, стр. 153]

  где a-коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²*К);

        d – диаметр, м;

        l - теплопроводность газа, Вт/(м*°С);

Выражая из формулы (6) значение коэффициента теплоотдачи a получаем:

                                                (7)

Следовательно коэффициент теплоотдачи от газов к стенкам труб a₁ :

 Вт/(м²*К)

Число Рейнольдса для потока воздуха:

 режим движения турбулентный

Число Нуссельта при поперечном омывании пучков труб (шахматное расположение) при значении чисел Рейнольдса (Re=10³-10⁵) рассчитаем согласно рекомендации [1, стр. 229]:

Nu_ж2=0,41*Re_ж2^0,6*Pr_ж2^0.33_*e_s                                    (8) 

где Re_{ж 2}– значение числа Рейнольдса;

       Pr_ж2- значение числа Прандтля ;

        e_s –поправочный коэффициент учитывающий влияние шагов труб.

Для шахматного расположения труб [1,стр. 229]:

Если e_s=(S₁/S₂)<2                e_s=(S₁/S₂)^1/6

          e_s=(S₁/S₂)>2                e_s=1,12

Так как (S₁/S₂)=1  то e_s=1

Отсюда  значение числа Нуссельта:

Nu_ж2=0,41*(14982)^0,6*(0,684)^0.33_*1=115

Коэффициент теплоотдачи от стенок труб к воздуху a₂ определим из формулы (7) :

 Вт/(м²*К)

Рассчитаем коэффициент теплопередачи для цилиндрической стенки:

Так как отношение d₂/d₁=53/50=1,06 £1,8 то расчет коэффициента теплопередачи можно вести по формуле:

                                                       (9)    [1, стр. 39]

  где a₁- коэффициент теплоотдачи от газов к стенкам труб, Вт/(м²*К);

        a₂- коэффициент теплоотдачи от стенок труб к воздуху, Вт/(м²*К);

         d_s-толщина стенки трубы, м;

         l_с - теплопроводность стали, Вт/(м*°С);

Подставляя данные, находим:

 Вт/(м²*К)

 

Так как

,то Dt_л.прот [1,стр.449]:

Dt_л.прот@t_ж1 - t_ж2=265-145=120 °С

Температурный напор найдется как:

Dt=Dt_прот*e_Dt                                                                         (10)                     [1, стр. 449]

             где e_D-поправочный коэффициент;

                   Dt_прот- средний температурный напор;

Поправочный коэффициентe_Dt является функцией вспомогательных величин     P и R [1, стр.448]

  где

      

e_Dt=f(P,R)

По графику для рассматриваемой схеме движения теплоносителей находим           [2,стр. 275]:

e_Dt=0,88

По формуле (10) температурный напор:

Dt=0,88_*120=105,5 °С.

Площадь поверхности воздухоподогревателя:

                                                (11)    [1, стр. 449]

 м²

Общее число труб:

                                 (12)      [2, стр. 221]

Высота труб в одном ходе :                

                                         (13)      [2, стр. 221]

 м

Сечение для прохода воздуха:

                                            (14)      [2, стр. 221]

 м²

Число труб, расположенных поперек потока:

                      (15)      [2, стр. 221]

Число труб расположенных вдоль потока:

Ответ: Поверхность нагрева F=1821 м²

            Высота труб в одном ходе l=5.4 м

            Количество труб поперек потока воздуха n₁ =38

            Количество труб вдоль потока воздуха n₂ =29

Список литературы:

1.  Исаченко В.П. , Осипова В.А. , Сукомел А.С. Теплопередача. –М. : Энергия, 1975. – 488 с.

2.  Краснощеков Е.А. Задачник по теплопередаче. –М. : Энергия, 1974. –280 с.

3.  Тепломассообмен. Методические указания. –Новосибирск : НГТУ, 1994.      – 72 с.