Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку. Построение кривой кипения жидкости, страница 3

4)  задаться тремя значениями температурного напора ,посчитать для них по формуле (3.1) коэффициенты теплоотдачи ,тепловые потоки и нанести зависимость ƒ() и  ƒ() на график;

5)  исходные данные взять из таблицы 5.1 [1].

Расчёт

Дано: кипение метанола в большом объёме, на горизонтальном цилиндре диаметром d=15мм, при давлении насыщения =1 бар, которому соответствуют физические характеристики метанола и пара метанола:= 65; ;                       r =1.12Дж/кг;  ;  ;; ;

 d = 0.015 м; g = 9.81 м/с

1.  Первый критический тепловой поток по формуле (4.2) [1]:

=Вт/м.

2.  Задаёмся для построения кривой кипения значениями = ;   ; ;    ;    ;    10;    1;    0.1 Вт/м.

3.  Приведённая скорость парообразования (кипения) по формуле (2.1) [1]:

 =  = 0.448 м/с .

Для  других : = 0.224;    0.075;    ;    ;    ;    ;  ;     м/с.

4.  Характерный линейный размер для пузырькового кипения:

=  =  =  м.

5.  Число Рейнольдса:

=  =  = 6.758 > 0.01.

Другие значения = (3.379 ;    1.126 ;    0.109 ;    0.011) > 0.01 ;

 ( ;    ;    ;    ) < 0.01.

6.  Число Нуссельта для пузырькового кипения по формуле (2.2) [1]:

=  =  = 0.709.

Другие значения числа Нуссельта при > 0.01:

= 0.452;    0.221;    0.048;    0.011.

При < 0.01:   = .

Значения числа Нуссельта при < 0.01:

= ;    ;    ;    .

7.  Коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении:

= = = Вт/м.

Другие значения   =  ;     ;     ;     317.197;     98.821;     31.25;   9.882;      3.125   Вт/м.

8.  Температурный напор:

= = = 29.95 К.

Другие значения = 23.498;    15.997;    7.058;    3.153;    1.012;    0.32;    0.101;    0.032 К.

9.  Второй критический тепловой поток находится по формуле (4.3) [1]:

= =

= =  Вт/м.

10.  Критический коэффициент теплоотдачи при плёночном кипении по формуле (3.1) [1]:

 = = ,

разрешая это уравнение относительно , получим:

= =

= = 121.422 К;

=  =  = 179.437 Вт/м.

11.  Для построения кривой плёночного кипения задаёмся другими  > 121.422 К:

= 200;    400;    800 К.

12.  По формуле (3.1) [1] определяем коэффициенты теплоотдачи , при плёночном кипении, для заданных в п. 10  температурных напорах :

= 158.391;     133.19;     111.999 Вт/м.

13.  Плотность теплового потока:

= = = 31680 Вт/м.

Другие значения = 53280;     89600 Вт/м.

14.  По расчётным значениям строим зависимости: ƒ() и ƒ(); ƒ() и  ƒ() в логарифмических координатах с переходом между и ;  и .

Список используемой литературы

1. Построение кривой кипения жидкости. Методические указания. НГТУ, 2002г. 

2. Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку. Методические указания. НГТУ, 2001г.

3. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.- М.: Энергия,1975.-439 с.

4. Краснощёков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче.-М.: Энергия,1969.-264 с.

5. Щукин А.А.,Сушкин И.Н., Зах Р.Г. и др. Теплотехника.-М.: Металлургия,1973.-479 с.