Теплопередача при поперечном обтекании потоком жидкости или газа пакета труб. Интенсивность нестационарного массообмена химического вещества, находящегося в тигле

Задача 6–1.

Теплопередача при поперечном обтекании потоком жидкости или газа пакета труб, расположенных в шахматном порядке, характеризуется безразмерным числом Нуссельта.

                       (1)

где                                         (2)

               (3)

S₁  – поперечный шаг рядов труб;

S₂  – продольный шаг рядов труб;

S_g   – диагональный шаг рядов труб;

d  – диаметр труб.

Определить величину  Nu  и  D  при  Re = 2×10⁴, d = 25,4 мм, S₁ = 60 мм  и  S₂ = 30, 50, 65, 75, 80 мм.

Задача 6-2.

Интенсивность нестационарного массообмена химического вещества, находящегося в тигле, с атмосферой определяется по формуле:

t   – безразмерный параметр;

C  – текущая концентрация вещества;

C₀ – исходная концентрация вещества;

C_P – равновесная концентрация вещества;

D   – коэффициент диффузии вещества;

h   – высота тигля.

Вычислить значения  i  и  t  при  D = 6.3×10^-5 см²/с,  h = 2.5 см, C₀ = 8.2%, C_P = 1.7%,  C = 8, 7.5, 7, 6, 4, 2 %.

Задача 6–3.

Для стальных и чугунных труб, уже находящихся в эксплуатации, коэффициент сопротивления определяется по формуле:

Re – число Рейнольдса (безразмерная величина);

d – диаметр трубы, см;

n – вязкость жидкости;

J – скорость жидкости.

Вычислить  Re  и  l  для течения воды (n = 0.009 см²/с) в трубе диаметром  d = 19.1 мм со скоростью J = 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100 м/с.

Задача 6–4.

Величина продольного перемешивания в химической насадочной колонне характеризуется формулой:

Здесь  W,   Pe,   Re,   Ga   – безразмерный характеристики процесса (соответственно: безразмерная скорость, число Пекле, Рейнольдса, Галлилея).

Вычислить значения  Pe   и   A   при   Ga = 0.9×10⁵, Ra = 6.1×10⁴, W = 0.1, 0.2, 0.5, 0.75, 0.85

Задача 6–5.

Конвективный теплообмен между горячим газом и пакетом вертикально расположенных труб водяного отопления характеризуется безразмерным числом Нуссельта, вычисляемым по формуле:

Gr – число Гросгофа (безразмерная величина);

d  – диаметр труб;

J – вязкость газа;

g  – ускорение силы тяжести;

t_г – температура газа;

t_в – температура воды;

Определить числа  Gr   и  Nu  при  = 500°, 

= 15°  и  J = ,  d = 0.1, 0.2, 0.25, 0.275 и 0.3 м

Задача 6–6.

Динамическая удерживающая способность насадочной химической колонны характеризуется формулой:

Здесь 

Re – число Рейнольдса (безразмерная характеристика);

Ga – число Галлилея (безразмерная характеристика);

n – вязкость жидкости;

d – эквивалентный диаметр насадки;

g – ускорение силы тяжести.

Вычислить значения  F  и Ga  при  d = 2.5 см, Rе = 4.1×10⁴    n = 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1 и 2 см²/с.

Задача 6–7.

Газожидкостная смесь движется по трубе диаметром d = 19.1 см  со скоростью V.  Коэффициент газонасыщенности смеси определяется по формуле:

Здесь:

Fr – число Фрида (безразмерная величина);

g – ускорение силы тяжести.

Вычислить величину  j  и Fr  при V = 1, 2, 5, 10, 20 и 50 м/с

Задача 6–8.

Относительное количество жидкости, содержащееся в химической насадочной колонне, определяется формулой:

Здесь  g_г,  g_ж  – удельный вес газа и жидкости;

m_г,  m_ж  – динамическая вязкость газа и жидкости.