Определение параметров экологически чистой вытяжной трубы (наружный диаметр трубы - 0,65 м), страница 7

К₅<0 ,поэтому установка пятого пакета трубок в конденсаторе будет излишней.

Из расчётов (приведенных выше) следует, что на втором, третьем  четвертом пакетах конденсировалось пара примерно 0,2 кг/с. Способного конденсироваться пара осталось в смеси 0,173 кг

Плотность пара после четвертого пакета труб 0,217 кг/м³, ей соответствует температура 70,9 ^оС. Скорость паровоздушной смеси в конденсаторе первоначально была 1 м/с, после конденсатора стала 0,212 м/с, т.е. уменьшилась в 1/0,212=4,72 раз. Скорость смеси в вытяжной трубе уменьшилась пропорционально: без конденсата она была 11,719 м/с, то с ним она стала 11,719/4,72=2,498

Часть 3 (пересчет части 1)

Принимаем температуру паровоздушной смеси =70.9

парциальное давление 0,344 атм (воздуха 0,656 атм)

Расчёт теплопередачи в трубе над кровлей здания

Характерный геометрический размер, необходимый для определения критериев Re и Nu:

где D – наружный диаметр вытяжной трубы.

Фактически необходимо решить систему уравнений:

 ,                                                      

Данная система решается методом последовательных приближений. Здесь - коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на внутренней стенке трубы; - температура парогазовой смеси; - температура плёнки на границе раздела, соответствующая парциальному давлению пара; - температура стенки трубы внутри и снаружи; - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности трубы к окружающему воздуху ли пленки воды; - коэффициент теплопередачи парогазовой поток – воздух (плёнка) улицы;  - среднелогарифмический температурный напор.

В этой системе коэффициент теплоотдачи

где L – характерный геометрический размер, м;

Критерий Нуссельта определяется по следующей зависимости:

где  - критерий Прандтля для воздуха при наружной температуре.

Критерий Рейнольдса определяется:

где - скорость ветра, (м/с); L – характерный геометрический размер, м;  - коэффициент кинематической вязкости воздуха (при наружной температуре), м²/с.

Определив коэффициент , можно приближенно определить удельный тепловой поток q по не совсем точной формуле:

Точно определяется тепловой поток по формуле:

  (рис.1)

Рис.1. Температурное поле парогазовый поток – охлаждающая среда (воздух или пленка дождя)

Но наружная температура стенки трубы пока неизвестна. Естественно, она ниже температуры паровоздушной смеси , поэтому приближенное значение величины завышено. Необходимость приближённого определения значения в начале расчёта вызвана тем, что коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на внутренней стенке трубы () зависит от величины .

После этого, зная хотя бы примерно величину , можно определить другой коэффициент теплоотдачи ().

Первоначально для этого определяется коэффициент теплоотдачи при конденсации чистого пара (). Он находится по следующей зависимости:

Зависимость справедлива при

Где - среднее значение числа Нуссельта, ,  - осреднённые числа Нуссельта для ламинарного  и волнового режимов течения плёнки.

,- число Рейнольдса плёнки при переходе ламинарного режима в волновой

,- число Рейнольдса плёнки при переходе волнового режима течения плёнки в турбулентный:

где - число Капицы.

Величина определяется по зависимости:

где - приближённое завышенное значение удельного теплового потока, Вт/м²;

- коэффициент динамической вязкости воды при температуре ;

- скрытая теплота парообразования воды при температуре

После определения величины Re можно определить значение

Теперь можно определить величину коэффициента теплоотдачи по формуле:

где - коэффициент теплопроводности водяного пара при температуре  (Вт/м∙К);

- коэффициент кинематической вязкости воды при температуре  (м²/с):

 где - коэффициент динамической вязкости воды при температуре  (Н∙с/м²); - плотность воды при температуре  (кг/м³), тогда размерность  получается м²/с

Полученный коэффициент теплоотдачи на самом деле не α, а α₀ – коэффициент теплоотдачи от паровоздушной смеси, необходимо предварительно найти мольное содержание воздуха в смеси.