Определение параметров экологически чистой вытяжной парогазовой трубы (наружный диаметр трубы - 0,8 м, толщина стенки трубы - 6 мм), страница 9

Из формулы  находим значение коэффициента теплоотдачи при конденсации чистого пара :

где

 - коэффициент теплопроводности водяного пара при ;

 - коэффициент кинематической вязкости воды при

;

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

 - 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%.

Для дальнейших расчетов принимаем:

Определим величину критерия Рейнольдса:

 - число Рейнольдса пленки при переходе ламинарного режима в волновой;

 - Число Капицы, где

 - поверхностное натяжение воды при : 

 - коэффициент кинематической вязкости воды при ;

 - плотность воды при ;

Тогда

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

 -  осредненное число Нуссельта для волнового режима течения пленки;

 - 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

;

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

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

Для дальнейших расчетов принимаем:

Определяем температуры стенок 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 (15°С):

Число Релея:

где  - ускорение свободного падения;

 - плотность воздуха при температуре цеха (15°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): ;