Определение параметров экологически чистой вытяжной трубы (наружный диаметр трубы - 0,65 м), страница 8

Коэффициент теплоотдачи равен ~0,08. 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.

После нахождения коэффициента теплопередачи К определяется среднелогарифмический температурный напор ∆t. В данной работе вытяжная труба охлаждается только потоком воздуха. Поэтому определение среднелогарифмического температурного напора выполняется в соответствии со схемой, приведённой на рис. 3.

Рис.3. Изменение температур парогазового потока и воздуха при охлаждении трубы воздухом (поперечное обтекание): - температура воздуха на улице; - средняя температура воздуха внутри пограничного слоя, после его нагрева от вытяжной трубы; - температура парогазового потока;

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 над кровлей, м (задана).

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

где - плотность воздуха при температуре окружающей среды, кг/м³; - скорость ветра (задана), м/с;- диаметр трубы (задан), м/с; - удельная теплоёмкость воздуха для температуры окружающей среды, Дж/(кг∙град).

Определяем удельный тепловой поток:

Сравниваем знаения теплового потока принятого и рассчитанного:

Расхождение больше 1%, применяем метод последовательных приближений:

Примем q=1842.811Вт/м³

Коэффициент теплоотдачи равен ~0,08. 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:

Среднелогарифмический температурный напор:

где

Значение необходимо определить по уравнению:

Определяем удельный тепловой поток:

Сравниваем значения теплового потока принятого и рассчитанного:

Расхождение меньше 1%.Окончательно применяем q=1843,105

Интегральный коэффициент теплоотдачи от наружной стенки трубы к окружающему воздуху (в цехе) определяется по формуле:

 где - число Прандтля воздуха для температуры в цехе;

Зависимости и определяются по формулам:

При  

Число Рейнольдса воздуха при вынужденной циркуляции:

где - скорость воздуха в цехе (0,5 м/с);

l- характерный геометрический размер,м;

- коэффициент кинематической вязкости воздуха при температуре в цехе.

Число Релея:

где - ускорение свободного падения;- плотность воздуха при температуре цеха; - теплоёмкость воздуха при температуре цеха, Дж/(кг·град); - коэффициент объёмного расширения воздуха при температуре цеха; - пока эта величина неизвестна, поэтому её можно принять равной температуре паровоздушной смеси (задана) ;- высота трубы под кровлей, м (задана); - коэффициент теплопроводности воздуха при температуре цеха;- коэффициент кинематической вязкости воздуха при температуре цеха.

После определения значения Nu³ находим Nu: , затем интегральный коэффициент теплоотдачи:

где - характерный линейный размер, м; - коэффициент теплопроводности воздуха при температуре цеха.

Коэффициент теплоотдачи от наружной стенки трубы к воздуху в цехе  сопоставим с коэффициентом (от наружной стенки трубы к окружающему воздействию над кровлей цеха)

Фактически, сейчас тоже найден коэффициент - но для теплоотдачи в цехе, под кровлей.

Дальнейший расчет теплообмена при конденсации пара из паровоздушной смеси под кровлей аналогичен расчету при конденсации.