Определение параметров экологически чистой вытяжной парогазовой трубы (наружный диаметр трубы - 0,8 м, толщина стенки трубы - 6 мм), страница 11

 - коэффициент кинематической вязкости воды при ;

Отношение коэффициентов теплоотдачи от паровоздушной смеси и пара:

Тогда коэффициент теплопередачи:

Среднелогарифмический температурный напор:

где

здесь   - температура паровоздушной смеси;

- температура в цехе;

Значение определяется из уравнения:

где

q – удельный тепловой поток:

F- площадь поверхности вытяжной трубы (под кровлей);

m – массовый расход воздуха, обтекающего трубу, кг/с;

где          

 - плотность воздуха при температуре цеха   (10°C):

 - скорость движения воздуха в цехе:

 - диаметр трубы:    D = 0.8м

Ср – удельная теплоемкость воздуха при температуре окружающей среды (10°С): 

Тогда имеем

Удельный тепловой поток:

Ранее принятое значение: 

Такая погрешность не допустима в расчете удельного теплового потока, так как она превышает 1%.

Для дальнейших расчетов принимаем:

Рассчитаем критерий Рейнольдса Re:

Тогда

Из уравнения   имеем:

, где

 - коэффициент теплопроводности водяного пара при ;

 - коэффициент кинематической вязкости воды при ;Отношение коэффициентов теплоотдачи от паровоздушной смеси и пара:

Тогда коэффициент теплопередачи:

Среднелогарифмический температурный напор:

где

здесь   - температура паровоздушной смеси;

- температура в цехе;

Значение определяется из уравнения:

где

q – удельный тепловой поток:

F- площадь поверхности вытяжной трубы (под кровлей);

m – массовый расход воздуха, обтекающего трубу, кг/с;

где          

 - плотность воздуха при температуре цеха   (10°C):

 - скорость движения воздуха в цехе:

 - диаметр трубы:    D = 0.8м

Ср – удельная теплоемкость воздуха при температуре окружающей среды (10°С): 

Тогда имеем

Удельный тепловой поток:

Ранее принятое значение: 

Такая погрешность допустима в расчете удельного теплового потока, так как она не превышает 1%.

Окончательно принимаем:

Ранее принятое значение:

Уточняем значение критерия Рейнольдса:

Определяем скорость течения пленки конденсата:

где

 - ускорение свободного падения;

 - коэффициент кинематической вязкости воды при температуре :

Re – уточненный критерий Рейнольдса:  Re = 234,338

Комплексный критерий N находится по зависимости:

где

 - скорость течения пленки конденсата: 

 - поверхностное натяжение воды при : 

 - ускорение свободного падения;

D = 0.8м – диаметр трубы

 - плотности воды и водяного пара соответственно при :

По вычисленному критерию N находим : 

Определим критерий Вебера:

 - скорость парогазового потока.

Первоначально скорость ПВС в конденсаторе была 1м/с, после конденсатора стала  0,123 м/с, то есть уменьшилась в .

Тогда скорость ПВС в вытяжной трубе уменьшилась пропорционально. Без конденсатора она была 8,294м/с, тогда с конденсатором она составляет

 - плотность паровоздушной смеси при температуре .

Определим плотность воздуха при температуре  и атмосферном давлении:

 - плотность водяного пара при .

Тогда

где

 - содержание воздуха в ПВС, % мол.:

 - поверхностное натяжение воды при .

Тогда критерий Вебера:

Используя отношение  находим:

Или

Начало каплеуноса . В данном случае скорость парогазовой смеси ниже начала каплеуноса. Это означает, что после установки конденсатора влага не попадает в атмосферу. На практике в водяном паре содержатся вредные и токсичные вещества. Тогда, после установки конденсатора вытяжная парогазовая труба становится экологически чистой.

Расчет сбереженной энергии после установки конденсатора.

Количество сбереженной энергии:

За 1 час экономится энергия: 4782326кВт час

За сутки количество сэкономленной энергии:  114775824 кВт час

За год количество сэкономленной энергии:           

Вывод: после установки конденсатора, кроме экологического аспекта, еще сберегается энергия (4,189×10¹⁰ кВт×ч/год).

Список использованной литературы

1.  Определение параметров экологически чистой вытяжной парогазовой трубы, И.И. Гогонин, Л.В. Романова: Новосибирск, 2001.

2.  Справочник по теплообменникам. М.: Энергоатомиздат, 1987. Т. 1. – 560 с.