Определение параметров экологически чистой вытяжной парогазовой трубы (наружный диаметр трубы - 0,8 м, толщина стенки трубы - 6 мм), страница 3

 - число Рейнольдса пленки при переходе ламинарного режима в волновой;

 - число Капицы, где

 - поверхностное натяжение воды при ;

 - коэффициент кинематической вязкости воды при ;

 - плотность воды при .

 - ускорение свободного падения;

Тогда

 - число Рейнольдса пленки при переходе волнового режима течения в турбулентный;

  (при )  -  осредненное число Нуссельта для волнового режима течения пленки;

   (при )  - осредненное число Нуссельта для ламинарного режима течения пленки

Определяем среднее значение числа Нуссельта:

Из формулы  находим значение коэффициента теплоотдачи при конденсации чистого пара :

где

 - коэффициент теплопроводности водяного пара при ;

 - коэффициент кинематической вязкости воды при ;

 - плотность воды при ;

 - плотность воды при ;

 - коэффициент динамической вязкости воды при ;

;

Итак,

Содержание воздуха в паровоздушной смеси:   10%масс.

где 

 [кг/Кмоль] – молекулярные массы воздуха и пара соответственно;

 - массовые доли воздуха и пара соответственно;

Отношение коэффициентов теплоотдачи от паровоздушной смеси и пара:

Тогда коэффициент теплопередачи:

 - толщина стальной стенки трубы

 - теплопроводность нержавеющей стали.

Определим среднелогарифмический температурный напор :

Пусть вытяжная труба охлаждается только потоком воздуха, тогда:

Среднелогарифмический температурный напор:

где

здесь 

 - температура паровоздушной смеси;

- температура наружного воздуха;

Значение определяется из уравнения:

где

q – удельный тепловой поток:

F- площадь поверхности вытяжной трубы (над кровлей);

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

где          

 - плотность воздуха при температуре окружающей среды   (-5°C):

 - скорость ветра:

 - диаметр трубы:    D = 0.8м

Ср – удельная теплоемкость воздуха при температуре окружающей среды (-5°С): 

Тогда имеем

Зная величины коэффициента теплопроводности К и среднелогарифмического температурного напора , рассчитаем удельный тепловой поток:

Ранее принятое значение:

Такая погрешность не допустима в расчете удельного теплового потока, так как она превышает 1%. Повторим расчет при начальном среднем значении удельного теплового потока:

 - число Рейнольдса пленки при переходе ламинарного режима в волновой;

 - число Капицы, где

 - поверхностное натяжение воды при ;

 - коэффициент кинематической вязкости воды при ;

 - плотность воды при .

 - ускорение свободного падения;

Тогда

 - число Рейнольдса пленки при переходе волнового режима течения в турбулентный;

  (при )  -  осредненное число Нуссельта для волнового режима течения пленки;

   (при )  - осредненное число Нуссельта для ламинарного режима течения пленки

Определяем среднее значение числа Нуссельта:

Из формулы  находим значение коэффициента теплоотдачи при конденсации чистого пара :

где

 - коэффициент теплопроводности водяного пара при ;

 - коэффициент кинематической вязкости воды при ;

 - плотность воды при ;

 - плотность воды при ;

 - коэффициент динамической вязкости воды при ;

;

Итак,

Содержание воздуха в паровоздушной смеси:   10%масс.

где 

 [кг/Кмоль] – молекулярные массы воздуха и пара соответственно;

 - массовые доли воздуха и пара соответственно;

Отношение коэффициентов теплоотдачи от паровоздушной смеси и пара:

Тогда коэффициент теплопередачи:

 - толщина стальной стенки трубы

 - теплопроводность нержавеющей стали.

Определим среднелогарифмический температурный напор :

Пусть вытяжная труба охлаждается только потоком воздуха, тогда:

Среднелогарифмический температурный напор:

где

здесь 

 - температура паровоздушной смеси;

- температура наружного воздуха;

Значение определяется из уравнения:

где

q – удельный тепловой поток:

F- площадь поверхности вытяжной трубы (над кровлей);

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

где          

 - плотность воздуха при температуре окружающей среды   (-5°C):

 - скорость ветра:

 - диаметр трубы:    D = 0.8м

Ср – удельная теплоемкость воздуха при температуре окружающей среды (-5°С):