Определение параметров экологически чистой вытяжной трубы (наружный диаметр трубы - 0,65 м), страница 9

Значения , и  остаются теми же самыми, т.к. температура паровоздушной смечи – та же.

Критерий Re здесь другое:

Критерий Re увеличился, поэтому значение  будет другим:

Теперь можно определить  коэффициент теплоотдачи:

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

= 4,09*10^-7 - коэффициент кинематической вязкости воды при температуре  (м²/с):

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 ~0,08. 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.

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

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:

, тоWeкр=1,1.

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 , что означает отсутствие выбросов влаги в атмосферу.

Расчет сбереженной энергии после установки конденсатора.

Q=Q₁+ Q₂₊ Q₃₊ Q₄=1472174,188+689645,535+563621,399+548896,811=3274,338 кВт

Естественно, за 1 час экономится энергия 3274,338 кВт. За сутки – 78584,112кВт. За год – 26561429,860 кВт

Выводы:

После установки конденсатора выбросы в атмосферу прекратились и сбереженной энергии за 1 час экономится 3274,338 кВт
Список используемой литературы:

1.  Методическое пособие «Определение параметров экологически чистой вытяжной парогазовой трубы» под редакцией Н.В.Городник – Новосибирск:НГТУ,2001 – 37с

2.  Пособие к расчету по курсу «Теоретические основы энерго- ресурсосбережения», Ю.Л. Крутский – 36с