Определение параметров экологически чистой вытяжной парогазовой трубы (наружный диаметр трубы - 0,8 м, толщина стенки трубы - 6 мм), страница 4

Тогда имеем

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

Ранее принятое значение:

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

Окончательно принимаем:

Определяем температуры стенок трубы:

Температура внутренней стенки трубы:

Температура наружной стенки трубы:

Теплопередача в трубе под кровлей здания.

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

где

Pr – критерий Прандтля для воздуха при температуре в цехе (10°С): Pr = 0.705;

Число Рейнольдса:

Где    

 - скорость воздуха в цехе;

 - характерный геометрический размер:  

 - коэффициент кинематической вязкости воздуха при температуре в цехе (10°С):

Число Релея:

где

 - ускорение свободного падения;

 - плотность воздуха при температуре цеха (10°С): ;

 - теплоемкость воздуха при температуре цеха (10°С): ;

  - коэффициент объемного расширения воздуха при температуре цеха (10°С): 

 - температура стенки, принимаем:

- высота трубы под кровлей:

 - коэффициент теплопроводности воздуха при температуре цеха (10°С): ;

 - коэффициент кинематической вязкости воздуха при температуре цеха (10°С): ;       при q = const:  ;  ;  ; 

Тогда имеем:

Определяем интегральный коэффициент теплоотдачи:

где

 - характерный геометрический размер;

 - коэффициент теплопроводности воздуха при температуре цеха (10°С): ;      

Далее проводим расчет теплообмена при конденсации пара из ПВС под кровлей:

       при

Определяем критерий Рейнольдса:

где

 - удельная теплота парообразования при :  ;

 - коэффициент динамической вязкости воды при :  ;

 - удельный тепловой поток через трубу над кровлей: ;

 - высота трубы над кровлей: 

 - высота трубы под кровлей: 

 - удельный тепловой поток через трубу  под кровлей цеха;

Определяем приближенное значение :

Примем значение

Значения ,  ,     совпадают со значениями, определенными в расчете для части трубы над кровлей ( так как температура ПВС та же):

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  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: