Определение параметров экологически чистой вытяжной трубы (наружный диаметр трубы - 0,65 м), страница 6

Тогда изменение массового потока пара по мере его конденсации на первом пакете трубок:

После этого можно определить параметры паровоздушной смеси на выходе из первого пакета трубок (и одновременно на входе во второй пакет). Для этого решается система уравнений:

 Это система из трёх уравнений с тремя неизвестными: ,, (скорость паровоздушной смеси, плотности пара и воздуха на выходе из первого пакета трубок и одновременно на входе во второй пакет).

В результате решения этой системы получаем следующие ответы:

Плотности пара соответствует температура ~ 88,5^оС, этой температуре соответствует давление 0,524 атм.

Следовательно, состав паровоздушной смеси на выходе из первого пакета и на входе во второй пакет, мол. доли:

пар 0,524

воздух 0,476

При расчёте второго пакета трубок значения теплофизических свойств воды для расчёта коэффициента теплоотдачи к наружным стенкам трубок берутся для температуры 88,5^оС ().

Находим:

- удельную теплоту парообразования

- коэффициент теплопроводности

- динамическую вязкость

- плотность

- кинематическую вязкость

Кроме того, надо учитывать, что мольный процент водяного пара теперь 52,4 %, а воздуха 47,6%, поэтому поправочный коэффициент

Коэффициент теплоотдачи:

,

Критерий Нуссельта определяется по формуле Хасана-Яноба:

Поскольку  то

где

Таким образом, можно переписать:

где , где .

где

- поправочный коэффициент, находимый по графику на рис.2;

Как известно,

Тогда:

Отсюда следует:

Примем

Тогда:

Примем

Тогда: -0,307<0

Значение удельного теплового потока находится в диапазоне 61800– 63000 Вт/м².

Для более точного определения удельного теплового потока строим график:

q2=62008 Вт/м²

Тепловой поток через всю поверхность трубок второго пакета, Вт:

Масса пара, конденсирующегося на втором пакете трубок в единицу времени:

Изменение массового потока пара по мере его конденсации на втором пакете трубок:

Определяем параметры паровоздушной смеси на выходе из второго пакета трубок (и одновременно на входе в третий пакет).

В результате решения этой системы получаем следующие ответы:

Плотности водяного пара соответствует его температура ~ 74,5^оС

парциальное давление 0,391 атм (воздуха 0,609 атм)

В воздушно-паровой смеси содержание воздуха возросло до 60,9% мольн, поправочный коэффициент

Коэффициент теплоотдачи:

,

Критерий Нуссельта определяется по формуле Хасана-Яноба:

Поскольку  то

где

где

- поправочный коэффициент, находимый по графику на рис.2;

Как известно,

Тогда:

Отсюда следует:

Примем  Тогда:

Примем Тогда: -0,948<0

Значение удельного теплового потока находится в диапазоне 50000– 51000 Вт/м².

Для более точного определения удельного теплового потока строим график:

q3=50651 Вт/м²

Тепловой поток через всю поверхность трубок третьего пакета, Вт:

Масса пара, конденсирующегося на третьем пакете трубок в единицу времени:

Изменение массового потока пара по мере его конденсации на третьем пакете трубок:

Определяем параметры паровоздушной смеси на выходе из третьего пакета трубок (и одновременно на входе в четвертый пакет).

В результате решения этой системы получаем следующие ответы:

Плотности водяного пара соответствует его температура ~ 73,2^оС

парциальное давление 0,355 атм (воздуха 0,645 атм)

В воздушно-паровой смеси содержание воздуха возросло до 64,5% мольн, поправочный коэффициент

Коэффициент теплоотдачи:

,

Критерий Нуссельта определяется по формуле Хасана-Яноба:

Тогда:

Примем  Тогда:

Примем Тогда: -0,480<0

Значение удельного теплового потока находится в диапазоне 49000- 50000 Вт/м².

Для более точного определения удельного теплового потока строим график:

q₄=49328 Вт/м²

Тепловой поток через всю поверхность трубок четвертого пакета, Вт:

Масса пара, конденсирующегося на четвертом пакете трубок в единицу времени:

Изменение массового потока пара по мере его конденсации на четвертом пакете трубок:

В результате решения системы получаем следующие ответы: