Другие предметы \ Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения

Определение параметров экологически чистой вытяжной трубы (наружный диаметр трубы - 0,65 м), страница 4

Здесь также полученный коэффициент теплоотдачи фактически является коэффициентом теплоотдачи при конденсации чистого пара. Но, поскольку смесь паровоздушная, реальный коэффициент находится с применением графика на рис.2. Содержание воздуха в смеси то же.

Для данного случая коэффициент теплоотдачи равен ~0,36. Тогда если ранее найденный коэффициент теплоотдачи для чистого пара равен , то коэффициент теплоотдачи для паровоздушной смеси с содержанием воздуха 3,163% мол равен . Это и есть коэффициент теплоотдачи .

Тогда коэффициент теплопередачи:

- теплопроводность нержавеющей стали; - толщина стальной стенки трубы (задана), м.

Среднелогарифмический температурный напор:

где

Здесь - температура паровоздушной смеси (задана); - температура наружного воздуха (задана);

- средняя температура воздуха внутри пограничного слоя после его нагрева от вытяжной трубы

Значение необходимо определить по уравнению:

Здесь - удельный тепловой поток (приближённое значение); - площадь сечения вытяжной трубы, м²:

, где - диаметр трубы, м (задан); - высота трубы под кровлей,, м (задана).

Массовый расход воздуха, обтекающего трубу (, кг/с), определяется:

где - плотность воздуха при температуре под кровлей, кг/м³;- скорость воздуха внутри здания, м/с;- диаметр трубы , м/с.

Определяем удельный тепловой поток:

Сравниваем знаения теплового потока принятого и рассчитанного:

Так как расхождение значительное, то применяем метод последовательных приближений:

Расчёт повторяется при заданном начальном среднем значении:

Проводится еще один расчет при заданном начальном значении

В результате расчета получено

Проводится еще один расчет при заданном начальном значении

В результате расчета получено

Проводится еще один расчет при заданном начальном значении

В результате расчета получено

Окончательно принимаем:

Температура внутренней стенки трубы:

Затем уточняем критерий Рейнольдса, ранее найденный по зависимости

После вычисляем критерий Вебера и комплексный критерий , характеризующие двухфазный поток внутри трубы.

Для этого сначала определяется скорость течения пленки конденсата:

Комплексный критерий :

где - скорость течения плёнки конденсата, м/с; - поверхностное натяжение воды при температуре ;- диаметр трубы, м (задан);и - плотности воды и водяного пара соответственно, кг/м3 при температуре .

По вычисленному критерию находится по рис.4 значение - критическое значение критерия Вебера, при котором имеет место режим захлёбывания.

Рис.4. Карта режимов двухфазного потока:

, то .

Критерий Вебера:

где - скорость паровоздушного потока, м/с:

где - расход паровоздушной смеси, м³/час (задан);- диаметр трубы, м (задан);- плотность паровоздушной смеси при температуре Плотность воздуха при температуре и атмосферном давлении:

Тогда

где - содержание воздуха в паровоздушной смеси, % мол.

Значения , и берутся для воды при температуре (- плотность водяного пара).

После определения критерия Вебера находится отношение Очевидно, что

Отсюда видно, что (30% и более влаги в атмосфере) - это скорость парогазового потока, при котором возникает режим захлёбывания.

Часть 2. Расчет поверхности теплообмена конденсатора наклонного типа.

Расчёт конденсатора – это фактически расчёт теплообменника, на наружной поверхности трубок которого конденсируется водяной пар, а внутри которых протекает вода.

Пар (точнее паровоздушная смесь) проходит в межтрубном пространстве.

Первоначально нужно рассчитать площадь межтрубного пространства и количество трубок в первом пакете конденсатора.

Площадь определяется: