
- •Теоретические основы теплотехники
- •1 Нестационарная теплопроводность тел
- •1.3 Выводы
- •2. Передача теплоты через оребренную стенку цилиндрической формы.
- •2.2 Графическая часть
- •2.3 Выводы
- •Температуру определяют из условия: , где давление смеси принимается равным заданному, а парциальное давление воздуха:
- •4 Конвективный теплообмен при кипении в условиях движения жидкости в трубе
2.2 Графическая часть
Рисунок 2.1
Распределение температуры для стали, при высоте ребра h=0.004м
Рисунок 2.2
Распределение температуры для латуни, при высоте ребра h=0.004м
Рисунок 2.3
Распределение температуры для латуни, при высоте ребра h=0.008м
Рисунок 2.4
Распределение температуры для меди, при высоте ребра h=0.008м
Рисунок 2.5
Распределение температуры для стали, при высоте ребра h=0.016м
Рисунок 2.6
Распределение температуры для меди, при высоте ребра h=0.016м
Рисунок 2.7
График зависимости E от высоты h ребра
Рисунок 2.8
График зависимости коэффициента теплоотдачи α от скорости движения воздуха w
2.3 Выводы
При обтекании цилиндрической стенки потоком воздуха у поверхности стенки образуется гидродинамический пограничный слой. Скорость потока воздуха в этом слое изменяется от 0 до скорости невозмущённого потока. Течение жидкости в пограничном слое может быть как ламинарным, так и турбулентным. При ламинарном течении воздух движется «слоями», не смешивающимися между собой, струйками. При турбулентном же режиме возникают завихрения в потоке, что приводит к перемешиванию слоёв жидкости. Таким образом, в гидродинамическом слое у поверхности плиты вначале развивается ламинарный режим, впоследствии переходящий в турбулентный. Этот переход происходит на интервале определённой длины, а не в какой-то точке слоя. Однако даже при развитом турбулентном режиме у самой поверхности плиты образуется тонкий подслой, движение жидкости в котором подчиняется ламинарному режиму.
В гидродинамическом слое, образующемся у поверхности плиты, изменяется не только скорость потока, но и температура от значения на стенке до значения воздуха вдали от поверхности плиты. Надо сказать, что при ламинарном режиме течения температура в пограничном слое по мере отдаления от плиты уменьшается, теплообмен осуществляется за счёт теплопроводности от слоя к слою и к стенке. Турбулентный же режим отличается тем, что при смешении слоёв их температура уравновешивается и теплообмен происходит конвекцией.
Из графиков зависимости распределения температуры от скорости движения воздуха видно, что с увеличением скорости его движения охлаждение рёбер увеличивается. При меньшей высоте ребра также наблюдается большее охлаждение, но чем больше теплопроводность материала стенки, тем “хуже” он остывает, так как прогрев происходит быстрее. Эффективность оребрения с увеличением высоты ребра уменьшается, аналогично влияние скорости теплового потока. Однако для материалов с большим коэффициентом теплопроводности эффективность оребрения уменьшается не так значительно. Поэтому для оребрения цилиндрической стенки эффективнее использовать медные рёбра, однако с экономической точки зрения это не выгодно, так как медь дорогая. Наиболее дешёвым из рассматриваемых материалов является сталь, поэтому для отопления аудиторий, кабинетов, комнат чаще применяют стальные рёбра, хотя эффективность значительно ниже, чем для меди и латуни.
3 КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН ПРИ ПЛЕНОЧНОЙ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА
З а д а н и е. Исследовать влияние параметров состояния пара, его скорости движения, размеров диаметра трубки, на величину коэффициента теплообмена при пленочной конденсации пара с коридорным и шахматным расположением труб в горизонтальном и вертикальном пучке.
В расчетах учесть эффект от повышения давления пара, степени паросодержания и степени перегрева пара, зависимость физической характеристики конденсата от температуры, содержания воздуха в паре, волнового характера течения пленки, а также особенностей теплообмена, при вертикальном и горизонтальном расположении труб.
Оценить возможность применения конденсатоотводчиков на поверхности вертикально расположенных труб.
Рассчитать среднее значение коэффициента теплообмена, потока теплоты и количество конденсирующегося пара на поверхности труб пучка. Данные к заданию приведены в таблице 3.1.
Т а б л и ц а 3.1
Исходные данные
Абсолютное давление пара р, МПа |
0,007 |
0,07 |
0,7 |
7 |
||
Температура насыщения при данных давлениях ts, 0С |
39,02 |
89,96 |
164,96 |
285,8 |
||
Удельный объем воды на линии сухости x=0 ν', м3/кг |
0,0010074 |
0,0010301 |
0,0011082 |
0,0013514 |
||
Удельный объем пароводяной смеси на линии сухости x=1 ν'', м3/кг |
20,532 |
2,3658 |
0,27274 |
0,02734 |
||
Энтальпия воды на линии сухости x=0 h', кДж/кг |
163,38 |
376,77 |
697,1 |
1267,7 |
||
Энтальпия пароводяной смеси на линии сухости x=1 h'' ,кДж/кг |
2572,2 |
2646,0 |
2748,5 |
2792,8 |
||
Теплота парообразования r, кДж/кг |
2408,8 |
2305,4 |
2108,4 |
1638,2 |
||
Теплофизи- ческие характеристики конденсата в состоянии насыщения |
Изобарная теплоемкость cp, кДж/(кг∙К) |
4179 |
4,198 |
4,315, |
5,042 |
|
Критерий Прандтля Pr |
4,437 |
2,181 |
1,1371 |
0,833 |
||
Теплопроводность λ,·10-3 Вт/(м∙К) |
629,12 |
670,516 |
681,330 |
604,347 |
||
Кинематическая вязкость υ∙10-6, м2/с |
0,6722 |
0,3245 |
0,182 |
0,1232 |
||
Динамическая вязкость μ∙10-6, Па·с |
667,27 |
315,06 |
164,26 |
91,189 |
||
Степень паросодержания х |
0,6; 0,8; 1 |
|||||
Ускорение свободного падения g, м/с2 |
9,81 |
|||||
Степень перегрева пара Θ=(t-ts), 0С |
5; 10; 20 |
|||||
Содержание воздуха в паре rв, % |
4; 8; 12 |
|||||
Скорость движения потока пара w, м/с |
2; 6 |
|||||
Температурный напор Δt=ts-tc, 0С |
4; 8; 10; 12 |
|||||
Геометри- ческие характеристики пучка |
Внешний диаметр труб в пучке d, м |
0,018; 0,02 |
||||
Длина труб в пучке l, м |
1;2 |
|||||
Общее число труб в пучке n0 |
70 |
|||||
Число рядов труб в пучке np |
7 |
Окончание таблицы 3.1
|
3.1 Расчёт
Пар соприкасается со стенкой, температура которой ниже температуры насыщения ts, в результате чего конденсируется и конденсат оседает на стенке. Конденсация в данном случае пленочная.
Для того чтобы определить средний
коэффициент теплообмена
необходимо найти следующие критерии:
Критерий Архимеда:
,
(3.1)
где g – ускорение свободного падения м/с2;
h – определяющий размер, при конденсации пара на вертикальной поверхности h=l, а при конденсации пара на горизонтальной трубе h = =d, м;
ν – удельная теплота фазового перехода, м2/с;
ρ' и ρ'' – соответственно плотность жидкости и сухого насыщенного пара, кг/м3:
,
(3.2)
где v – удельный объём, м3/кг.
Т а б л и ц а 3.2
Расчёт ρ' и ρ''
р, МПА |
0,007 |
0,07 |
0,7 |
7 |
ρ', кг/м3 |
992,6544 |
970,7795 |
902,3642 |
739,9734 |
ρ'', кг/м3 |
0,0487 |
0,4227 |
3,6665 |
36,5764 |
Критерий Кутателадзе:
,
(3.3)
где r – удельная теплота фазового перехода, Дж/кг;
– изобарная теплоёмкость, Дж/(кг·К);
– температурный напор, ºС.
Критериальное уравнение теплообмена при конденсации пара на вертикальной поверхности, в котором за определяющий размер принимается высота вертикальной поверхности h, имеет вид:
,
(3.4)
где Ar – критерий Архимеда;
Pr – критерий Прандтля, определяемый по таблице;
Ka – критерий Кутателадзе.
Критериальное уравнение теплообмена при конденсации пара на горизонтальной трубе с внешним диаметром d, принятым за определяющий размер имеет вид:
,
(3.5)
где Ar – критерий Архимеда;
Pr – критерий Прандтля, определяемый по таблице;
Ka – критерий Кутателадзе.
Средний коэффициент теплообмена находим по формуле, Вт/(м2·К):
,
(3.6)
где
–
средний критерий Нуссельта;
– коэффициент теплопроводности жидкости,
Вт/(м·К);
h – определяющий размер, при конденсации пара на вертикальной поверхности h=l, а при конденсации пара на горизонтальной трубе h = =d, м.
Т а б л и ц а 3.3
Расчет Ar, Ka, , при при конденсации пара на вертикальной поверхности
h= l =1 м
р, МПа |
Δt, ºС |
Ar*1013 |
Pr |
Ka |
Nu |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
2,17 |
4,44 |
144,10 |
10,235 |
6,439 |
8 |
72,05 |
8,607 |
5,414 |
|||
10 |
57,64 |
8,140 |
5,121 |
|||
12 |
48,03 |
7,777 |
4,892 |
|||
Окончание таблицы 3.3
|
||||||
0,07 |
4 |
9,31 |
1,96 |
135,76 |
11,831 |
7,987 |
8 |
67,88 |
9,949 |
6,716 |
|||
10 |
54,30 |
9,409 |
6,352 |
|||
12 |
45,25 |
8,990 |
6,069 |
|||
0,7 |
4 |
29,5 |
1,06 |
118,59 |
13,069 |
8,864 |
8 |
59,29 |
10,990 |
7,454 |
|||
10 |
47,44 |
10,393 |
7,049 |
|||
12 |
39,53 |
9,930 |
6,735 |
|||
7 |
4 |
61,4 |
0,86 |
69,34 |
13,060 |
7,470 |
8 |
34,67 |
10,982 |
6,281 |
|||
10 |
27,73 |
10,386 |
5,941 |
|||
12 |
23,11 |
9,923 |
5,676 |
Т а б л и ц а 3.4
Расчет Ar, Ka, , при при конденсации пара на вертикальной поверхности.
h= l =2 м
р, МПа |
Δt, ºС |
Ar*1014 |
Pr |
Ka |
Nu |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
1,74 |
4,44 |
144,10 |
17,214 |
5,41 |
8 |
72,05 |
14,475 |
4,55 |
|||
10 |
57,64 |
13,689 |
4,31 |
|||
12 |
48,03 |
13,079 |
4,11 |
|||
0,07 |
4 |
7,45 |
1,96 |
135,76 |
19,898 |
6,72 |
8 |
67,88 |
16,732 |
5,65 |
|||
10 |
54,30 |
15,824 |
5,34 |
|||
12 |
45,25 |
15,119 |
5,10 |
|||
0,7 |
4 |
23,6 |
1,06 |
118,59 |
21,980 |
7,45 |
8 |
59,29 |
18,483 |
6,27 |
|||
10 |
47,44 |
17,480 |
5,93 |
|||
12 |
39,53 |
16,701 |
5,66 |
|||
7 |
4 |
49,1 |
0,86 |
69,34 |
21,964 |
6,28 |
8 |
34,67 |
18,470 |
5,28 |
|||
10 |
27,73 |
17,468 |
5,00 |
|||
12 |
23,11 |
16,689 |
4,77 |
Т а б л и ц а 3.5
Расчет Ar, Ka, , при конденсации пара на горизонтальной трубе h = d =0,018 м
р, МПа |
Δt, ºС |
Ar*108 |
Pr |
Ka |
Nu |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
1,27 |
4,44 |
144,10 |
388,32 |
13,57 |
8 |
72,05 |
326,53 |
11,41 |
|||
10 |
57,64 |
308,82 |
10,79 |
|||
12 |
48,03 |
295,06 |
10,31 |
|||
0,07 |
4 |
5,43 |
1,96 |
135,76 |
448,88 |
16,83 |
8 |
67,88 |
377,46 |
14,16 |
|||
10 |
54,30 |
356,98 |
13,39 |
|||
12 |
45,25 |
341,07 |
12,79 |
|||
0,7 |
4 |
17,2 |
1,06 |
118,59 |
495,83 |
18,68 |
8 |
59,29 |
416,94 |
15,71 |
|||
10 |
47,44 |
394,32 |
14,86 |
|||
12 |
39,53 |
376,75 |
14,20 |
|||
7 |
4 |
35,8 |
0,86 |
69,34 |
495,48 |
15,75 |
8 |
34,67 |
416,65 |
13,24 |
|||
10 |
27,73 |
394,04 |
12,52 |
|||
12 |
23,11 |
376,49 |
11,96 |
Т а б л и ц а 3.6
Расчет Ar, Ka, , при конденсации пара на горизонтальной трубе h = d =0,02 м
р, МПа |
Δt, ºС |
Ar*108 |
Pr |
Ka |
Nu |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
1,74 |
4,44 |
144,10 |
420,25 |
13,22 |
8 |
72,05 |
353,38 |
11,12 |
|||
10 |
57,64 |
334,21 |
10,51 |
|||
12 |
48,03 |
319,32 |
10,04 |
|||
0,07 |
4 |
7,45 |
1,96 |
135,76 |
485,79 |
16,40 |
8 |
67,88 |
408,50 |
13,79 |
|||
10 |
54,30 |
386,33 |
13,04 |
|||
12 |
45,25 |
369,12 |
12,46 |
|||
0,7 |
4 |
23,6 |
1,06 |
118,59 |
536,60 |
18,20 |
8 |
59,29 |
451,22 |
15,30 |
|||
10 |
47,44 |
426,74 |
14,47 |
|||
12 |
39,53 |
407,73 |
13,83 |
|||
7 |
4 |
49,1 |
0,86 |
69,34 |
536,23 |
15,34 |
8 |
34,67 |
450,91 |
12,90 |
|||
10 |
27,73 |
426,44 |
12,20 |
|||
12 |
23,11 |
407,44 |
11,65 |
Влияние давления пара.
При
малых давлениях (р < 0,1 МПа) плотность
пара ρ''
по сравнению с плотностью конденсата
ничтожно мала и поэтому множитель
приближается к единице. Тогда в формулах
(3.4) и (3.5) вместо критерия Архимеда можно
принять критерий Галилея (
или
).
Следовательно, критерий Архимеда
учитывает влияние эффекта повышения
давления пара.
Т а б л и ц а 3.7
Расчет Ga, Ka, , при при конденсации пара на вертикальной поверхности h= l =1 м
р, МПа |
Δt, ºС |
Ga*1013 |
Pr |
Ka |
Nu·103 |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
2,17 |
4,44 |
144,10 |
10,235 |
6,44 |
8 |
72,05 |
8,607 |
5,41 |
|||
10 |
57,64 |
8,140 |
5,12 |
|||
12 |
48,03 |
7,777 |
4,89 |
|||
0,07 |
4 |
9,31 |
1,96 |
135,76 |
11,833 |
7,99 |
8 |
67,88 |
9,950 |
6,72 |
|||
10 |
54,30 |
9,410 |
6,35 |
|||
12 |
45,25 |
8,991 |
6,07 |
Т а б л и ц а 3.8
Расчет Ga, Ka, , при при конденсации пара на вертикальной поверхности h= l =2 м
р, МПа |
Δt, ºС |
Ga*1013 |
Pr |
Ka |
Nu·103 |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
1,74 |
4,44 |
144,10 |
17,214 |
5,41 |
8 |
72,05 |
14,475 |
4,55 |
|||
10 |
57,64 |
13,690 |
4,31 |
|||
12 |
48,03 |
13,080 |
4,11 |
|||
0,07 |
4 |
7,45 |
1,96 |
135,76 |
19,900 |
6,72 |
8 |
67,88 |
16,734 |
5,65 |
|||
10 |
54,30 |
15,826 |
5,34 |
|||
12 |
45,25 |
15,121 |
5,10 |
Т а б л и ц а 3.9
Расчет Ga, Ka, , при конденсации пара на горизонтальной трубе h = d =0,018 м
р, МПа |
Δt, ºС |
Ga*108 |
Pr |
Ka |
Nu |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
1,27 |
4,44 |
144,10 |
388,32 |
13,57224 |
8 |
72,05 |
326,54 |
11,41285 |
|||
10 |
57,64 |
308,82 |
10,79361 |
|||
12 |
48,03 |
295,06 |
10,31268 |
|||
0,07 |
4 |
5,43 |
1,96 |
135,76 |
448,93 |
16,83673 |
8 |
67,88 |
377,50 |
14,15795 |
|||
10 |
54,30 |
357,02 |
13,38976 |
|||
12 |
45,25 |
341,11 |
12,79315 |
Т а б л и ц а 3.10
Расчет Ga, Ka, , при конденсации пара на горизо нтальной трубе h = d =0,02 м
р, МПа |
Δt, ºС |
Ga*108 |
Pr |
Ka |
Nu |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
1,74 |
4,44 |
144,10 |
420,25 |
13,21942 |
8 |
72,05 |
353,39 |
11,11616 |
|||
10 |
57,64 |
334,21 |
10,51302 |
|||
12 |
48,03 |
319,32 |
10,04458 |
|||
0,07 |
4 |
7,45 |
1,96 |
135,76 |
485,84 |
16,39904 |
8 |
67,88 |
408,54 |
13,78989 |
|||
10 |
54,30 |
386,37 |
13,0468 |
|||
12 |
45,25 |
369,16 |
12,46058 |
Влияние степени сухости и перегрева пара.
Влияние этого фактора учитывается критерием Кутателадзе. Для влажного пара значение критерия Кутателадзе определяется по формуле:
,
(3.7)
где r – удельная теплота фазового перехода, Дж/кг;
х – степень паросодержания;
– изобарная теплоёмкость, Дж/кг·К;
– температурный напор, ºС.
Т а б л и ц а 3.11
Расчёт Ka, , при при конденсации влажного пара на вертикальной поверхности h= l =1 м
р, МПа |
х |
Δt, ºС |
Ka |
Nu·103 |
, Вт/(м2·К) |
0,007 |
0,6 |
4 |
86,46 |
9,00843 |
5667,38 |
8 |
43,23 |
7,57516 |
4765,68 |
||
10 |
34,58 |
7,16414 |
4507,10 |
||
12 |
28,82 |
6,84493 |
4306,28 |
||
0,8 |
4 |
115,28 |
9,68019 |
6090,00 |
|
8 |
57,64 |
8,14004 |
5121,06 |
||
10 |
46,11 |
7,69837 |
4843,20 |
||
12 |
38,43 |
7,35535 |
4627,40 |
||
1 |
4 |
144,10 |
10,23555 |
6439,39 |
|
8 |
72,05 |
8,60704 |
5414,86 |
||
10 |
57,64 |
8,14004 |
5121,06 |
||
12 |
48,03 |
7,77734 |
4892,88 |
||
0,07 |
0,6 |
4 |
81,45 |
10,41338 |
7029,86 |
8 |
40,73 |
8,75657 |
5911,39 |
||
10 |
32,58 |
8,28145 |
5590,64 |
||
12 |
27,15 |
7,91245 |
5341,54 |
||
0,8 |
4 |
108,60 |
11,18990 |
7554,08 |
|
8 |
54,30 |
9,40955 |
6352,20 |
||
10 |
43,44 |
8,8990 |
6007,54 |
||
12 |
36,20 |
8,50249 |
5739,86 |
||
1 |
4 |
135,76 |
11,83188 |
7987,47 |
|
8 |
67,88 |
9,9438 |
6716,63 |
||
10 |
54,30 |
9,40955 |
6352,20 |
||
12 |
45,25 |
8,99028 |
6069,16 |
||
0,7 |
0,6 |
4 |
71,15 |
11,50258 |
7801,74 |
8 |
35,58 |
9,67248 |
6560,46 |
||
10 |
28,46 |
9,14767 |
6204,50 |
||
12 |
23,72 |
8,74007 |
5928,04 |
||
0,8 |
4 |
94,87 |
12,36033 |
8383,52 |
|
8 |
47,44 |
10,39376 |
7049,67 |
||
10 |
37,95 |
9,82981 |
6667,17 |
||
12 |
31,62 |
9,39182 |
6370,10 |
||
1 |
4 |
118,59 |
13,06946 |
8864,49 |
|
8 |
59,29 |
10,99006 |
7454,12 |
||
10 |
47,44 |
10,39376 |
7049,67 |
||
12 |
39,53 |
9,93064 |
6735,56 |
Окончание таблицы 3.11
|
|||||
7 |
0,6 |
4 |
41,60 |
11,4959 |
6574,95 |
8 |
20,80 |
9,66576 |
5528,85 |
||
10 |
16,64 |
9,14131 |
5228,87 |
||
12 |
13,87 |
8,7340 |
4995,88 |
||
0,8 |
4 |
55,47 |
12,35174 |
7065,25 |
|
8 |
27,73 |
10,38654 |
5941,14 |
||
10 |
22,19 |
9,82298 |
5618,78 |
||
12 |
18,49 |
9,38530 |
5368,43 |
||
1 |
4 |
69,34 |
13,06038 |
7470,59 |
|
8 |
34,67 |
10,98243 |
6281,99 |
||
10 |
27,73 |
10,38654 |
5941,14 |
||
12 |
23,11 |
9,92374 |
5676,42 |
Т а б л и ц а 3.12
Расчёт Ka, , при при конденсации влажного пара на вертикальной поверхности h= l =2 м
р, МПа |
х |
Δt, ºС |
Ka |
Nu·103 |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
0,6 |
4 |
86,46 |
15,15031 |
4,76568 |
8 |
43,23 |
12,73984 |
4,00745 |
||
10 |
34,58 |
12,04860 |
3,79001 |
||
12 |
28,82 |
11,51175 |
3,62114 |
||
0,8 |
4 |
115,28 |
16,28007 |
5,12106 |
|
8 |
57,64 |
13,68985 |
4,306,28 |
||
10 |
46,11 |
12,94706 |
4,07263 |
||
12 |
38,43 |
12,37018 |
3,89116 |
||
1 |
4 |
144,10 |
17,21408 |
5,41486 |
|
8 |
72,05 |
14,47526 |
4,55334 |
||
10 |
57,64 |
13,68985 |
4,30628 |
||
12 |
48,03 |
13,07987 |
4,11440 |
||
0,07 |
0,6 |
4 |
81,45 |
17,51314 |
5,91139 |
8 |
40,73 |
14,72674 |
4,97086 |
||
10 |
32,58 |
13,92769 |
4,70115 |
||
12 |
27,15 |
13,30711 |
4,49168 |
||
0,8 |
4 |
108,60 |
18,81909 |
6,35220 |
|
8 |
54,30 |
15,82491 |
5,34154 |
||
10 |
43,44 |
14,96628 |
5,05172 |
||
12 |
36,20 |
14,29942 |
4,82663 |
||
1 |
4 |
135,76 |
19,89877 |
6,71663 |
|
8 |
67,88 |
16,73280 |
5,64799 |
||
10 |
54,30 |
15,82491 |
5,34154 |
||
12 |
45,25 |
15,11980 |
5,10354 |
||
Окончание таблицы 3.12
|
|||||
0,7 |
0,6 |
4 |
71,15 |
19,34496 |
6,56046 |
8 |
35,58 |
16,26711 |
5,51666 |
||
10 |
28,46 |
15,38448 |
5,21734 |
||
12 |
23,72 |
14,69899 |
4,98487 |
||
0,8 |
4 |
94,87 |
20,78751 |
7,04967 |
|
8 |
47,44 |
17,48014 |
5,92804 |
||
10 |
37,95 |
16,53170 |
5,60640 |
||
12 |
31,62 |
15,79509 |
5,35659 |
||
1 |
4 |
118,59 |
21,98012 |
7,45412 |
|
8 |
59,29 |
18,4830 |
6,26814 |
||
10 |
47,44 |
17,48014 |
5,92804 |
||
12 |
39,53 |
16,70128 |
5,66390 |
||
7 |
0,6 |
4 |
41,60 |
19,33152 |
5,52885 |
8 |
20,80 |
16,25581 |
4,64919 |
||
10 |
16,64 |
15,37380 |
4,39694 |
||
12 |
13,87 |
14,68878 |
4,20102 |
||
0,8 |
4 |
55,47 |
20,77308 |
5,94114 |
|
8 |
27,73 |
17,46800 |
4,99588 |
||
10 |
22,19 |
16,52022 |
4,72482 |
||
12 |
18,49 |
15,78412 |
4,51429 |
||
1 |
4 |
69,34 |
21,96485 |
6,28199 |
|
8 |
34,67 |
18,47017 |
5,28250 |
||
10 |
27,73 |
17,46800 |
4,99588 |
||
12 |
23,11 |
16,68968 |
4,77328 |
Т а б л и ц а 3.13
Расчёт Ka, , при при конденсации влажного пара на горизонтальной трубе
h = d =0,018 м
р, МПа |
х |
Δt, ºС |
Ka |
Nu |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
0,6 |
4 |
86,46 |
341,76 |
11,94495 |
8 |
43,23 |
287,39 |
10,04446 |
||
10 |
34,58 |
271,79 |
9,49947 |
||
12 |
28,82 |
259,68 |
9,07620 |
||
0,8 |
4 |
115,28 |
367,25 |
12,83568 |
|
8 |
57,64 |
308,82 |
10,79348 |
||
10 |
46,11 |
292,06 |
10,20784 |
||
12 |
38,43 |
279,05 |
9,75301 |
||
1 |
4 |
144,10 |
388,32 |
13,57208 |
|
8 |
72,05 |
326,53 |
11,41271 |
||
10 |
57,64 |
308,82 |
10,79348 |
||
12 |
48,03 |
295,06 |
10,31255 |
||
Окончание таблицы 3.13
|
|||||
0,07 |
0,6 |
4 |
81,45 |
395,06 |
14,81659 |
8 |
40,73 |
332,21 |
12,45922 |
||
10 |
32,58 |
314,18 |
11,78320 |
||
12 |
27,15 |
300,18 |
11,25818 |
||
0,8 |
4 |
108,60 |
424,52 |
15,92147 |
|
8 |
54,30 |
356,98 |
13,38830 |
||
10 |
43,44 |
337,61 |
12,66188 |
||
12 |
36,20 |
322,57 |
12,09770 |
||
1 |
4 |
135,76 |
448,88 |
16,83490 |
|
8 |
67,88 |
377,46 |
14,15641 |
||
10 |
54,30 |
356,98 |
13,38830 |
||
12 |
45,25 |
341,07 |
12,79176 |
||
0,7 |
0,6 |
4 |
71,15 |
436,38 |
16,44346 |
8 |
35,58 |
366,95 |
13,82724 |
||
10 |
28,46 |
347,04 |
13,07700 |
||
12 |
23,72 |
331,58 |
12,49432 |
||
0,8 |
4 |
94,87 |
468,93 |
17,66964 |
|
8 |
47,44 |
394,32 |
14,85834 |
||
10 |
37,95 |
372,92 |
14,05215 |
||
12 |
31,62 |
356,31 |
13,42603 |
||
1 |
4 |
118,59 |
495,83 |
18,68337 |
|
8 |
59,29 |
416,94 |
15,71078 |
||
10 |
47,44 |
394,32 |
14,85834 |
||
12 |
39,53 |
376,75 |
14,19629 |
||
7 |
0,6 |
4 |
41,60 |
436,08 |
13,85780 |
8 |
20,80 |
366,70 |
11,65297 |
||
10 |
16,64 |
346,80 |
11,02070 |
||
12 |
13,87 |
331,35 |
10,52965 |
||
0,8 |
4 |
55,47 |
468,60 |
14,89117 |
|
8 |
27,73 |
394,04 |
12,52193 |
||
10 |
22,19 |
372,66 |
11,84251 |
||
12 |
18,49 |
356,06 |
11,31485 |
||
1 |
4 |
69,34 |
495,48 |
15,74550 |
|
8 |
34,67 |
416,65 |
13,24033 |
||
10 |
27,73 |
394,04 |
12,52193 |
||
12 |
23,11 |
376,49 |
11,96399 |
Т а б л и ц а 3.14
Расчёт Ka, , при при конденсации влажного пара на горизонтальной трубе h = d =0,02 м
р, МПа |
х |
Δt, ºС |
Ka |
Nu |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
0,6 |
4 |
86,46 |
369,86 |
11,63,42 |
8 |
43,23 |
311,02 |
9,78334 |
||
10 |
34,58 |
294,14 |
9,25251 |
||
12 |
28,82 |
281,04 |
8,84025 |
||
0,8 |
4 |
115,28 |
397,44 |
12,50200 |
|
8 |
57,64 |
334,21 |
10,51289 |
||
10 |
46,11 |
316,08 |
9,94247 |
||
12 |
38,43 |
301,99 |
9,49947 |
||
1 |
4 |
144,10 |
420,25 |
13,21925 |
|
8 |
72,05 |
353,38 |
11,11602 |
||
10 |
57,64 |
334,21 |
10,51289 |
||
12 |
48,03 |
319,32 |
10,04446 |
||
0,07 |
0,6 |
4 |
81,45 |
427,55 |
14,43142 |
8 |
40,73 |
359,52 |
12,13533 |
||
10 |
32,58 |
340,02 |
11,47688 |
||
12 |
27,15 |
324,87 |
10,96551 |
||
0,8 |
4 |
108,60 |
459,43 |
15,50757 |
|
8 |
54,30 |
386,33 |
13,04026 |
||
10 |
43,44 |
365,37 |
12,33271 |
||
12 |
36,20 |
349,09 |
11,78320 |
||
1 |
4 |
135,76 |
485,79 |
16,39726 |
|
8 |
67,88 |
408,50 |
13,78839 |
||
10 |
54,30 |
386,33 |
13,04026 |
||
12 |
45,25 |
369,12 |
12,45922 |
||
0,7 |
0,6 |
4 |
71,15 |
472,27 |
16,01599 |
8 |
35,58 |
397,13 |
13,46779 |
||
10 |
28,46 |
375,58 |
12,73705 |
||
12 |
23,72 |
358,85 |
12,16952 |
||
0,8 |
4 |
94,87 |
507,48 |
17,21030 |
|
8 |
47,44 |
426,74 |
14,47208 |
||
10 |
37,95 |
403,59 |
13,68685 |
||
12 |
31,62 |
385,60 |
13,07700 |
||
1 |
4 |
118,59 |
536,60 |
18,19768 |
|
8 |
59,29 |
451,22 |
15,30236 |
||
10 |
47,44 |
426,74 |
14,47208 |
||
12 |
39,53 |
407,73 |
13,82724 |
Окончание таблицы 3.14
|
|||||
7 |
0,6 |
4 |
41,60 |
471,94 |
13,49755 |
8 |
20,80 |
396,85 |
11,35004 |
||
10 |
16,64 |
375,32 |
10,73420 |
||
12 |
13,87 |
358,60 |
10,25592 |
||
0,8 |
4 |
55,47 |
507,13 |
14,50406 |
|
8 |
27,73 |
426,44 |
12,19641 |
||
10 |
22,19 |
403,31 |
11,53465 |
||
12 |
18,49 |
385,34 |
11,02070 |
||
1 |
4 |
69,34 |
536,23 |
15,33617 |
|
8 |
34,67 |
450,91 |
12,89613 |
||
10 |
27,73 |
426,44 |
12,19641 |
||
12 |
23,11 |
407,44 |
11,65297 |
Для перегретого пара значение критерия Кутателадзе определяется по формуле:
,
(3.8)
где r – удельная теплота фазового перехода, Дж/кг;
х – степень паросодержания;
– изобарная теплоёмкость, Дж/кг·К;
– температурный напор, ºС;
hП и h´´ – cсоответственно энтальпии перегретого и сухого насыщенного пара, Дж/кг.
Т а б л и ц а 3.15
Расчёт энтальпии перегретого пара
р, МПа |
tП, ºС |
hП, кДж/кг |
0,007 |
44,02 |
2581,11 |
49,02 |
2590,61 |
|
59,02 |
2609,58 |
|
0,07 |
94,96 |
2669,6 |
99,96 |
2679,59 |
|
109,96 |
2699,46 |
|
0,7 |
169,96 |
2775,25 |
174,96 |
2787,07 |
|
184,96 |
2810,27 |
|
7 |
290,8 |
2796,18 |
295,8 |
2819,27 |
|
305,8 |
2861,69 |
Т а б л и ц а 3.16
Расчёт Ka, , при при конденсации перегретого пара на вертикальной поверхности h= l =1 м
р, МПа |
hП, кДж/кг |
Δt, ºС |
Ka |
Nu·103 |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
2581,1 |
4 |
144,10 |
10,23556 |
6,43940 |
8 |
72,05 |
8,60705 |
5,41487 |
||
10 |
57,64 |
8,14004 |
5,12106 |
||
12 |
48,03 |
7,77735 |
4,89288 |
||
2590,6 |
4 |
144,10 |
10,23557 |
6,43940 |
|
8 |
72,05 |
8,60706 |
5,41487 |
||
10 |
57,64 |
8,14005 |
5,12107 |
||
12 |
48,03 |
7,77735 |
4,89289 |
||
2609,6 |
4 |
144,10 |
10,23559 |
6,43942 |
|
8 |
72,05 |
8,60707 |
5,41488 |
||
10 |
57,64 |
8,14007 |
5,12108 |
||
12 |
48,03 |
7,77737 |
4,89290 |
||
0,07 |
2669,6 |
4 |
135,76 |
11,83189 |
7,98747 |
8 |
67,88 |
9,94940 |
6,71664 |
||
10 |
54,30 |
9,40956 |
6,35220 |
||
12 |
45,25 |
8,99029 |
6,06917 |
||
2679,6 |
4 |
135,76 |
11,83190 |
7,98748 |
|
8 |
67,88 |
9,94941 |
6,71665 |
||
10 |
54,30 |
9,40957 |
6,35221 |
||
12 |
45,25 |
8,99030 |
6,06917 |
||
2699,5 |
4 |
135,76 |
11,83193 |
7,98750 |
|
8 |
67,88 |
9,94943 |
6,71666 |
||
10 |
54,30 |
9,40959 |
6,35222 |
||
12 |
45,25 |
8,99032 |
6,06919 |
||
0,7 |
2775,3 |
4 |
118,59 |
13,06948 |
8,86450 |
8 |
59,29 |
10,99008 |
7,45413 |
||
10 |
47,44 |
10,39377 |
7,04968 |
||
12 |
39,53 |
9,93065 |
6,73557 |
||
2787,1 |
4 |
118,59 |
13,06949 |
8,86452 |
|
8 |
59,29 |
10,99009 |
7,45414 |
||
10 |
47,44 |
10,39379 |
7,04969 |
||
12 |
39,53 |
9,93067 |
6,73558 |
||
2810,3 |
4 |
118,59 |
13,06953 |
8,86454 |
|
8 |
59,30 |
10,99012 |
7,45416 |
||
10 |
47,44 |
10,39382 |
7,04971 |
||
12 |
39,53 |
9,93070 |
6,73559 |
Окончание таблицы 3.16
|
|||||
7 |
2796,2 |
4 |
69,34 |
13,06043 |
7,47062 |
8 |
34,67 |
10,98247 |
6,28202 |
||
10 |
27,73 |
10,38658 |
5,94117 |
||
12 |
23,11 |
9,92378 |
5,67644 |
||
2819,3 |
4 |
69,34 |
13,06048 |
7,47065 |
|
8 |
34,67 |
10,98251 |
6,28204 |
||
10 |
27,74 |
10,38662 |
5,94119 |
||
12 |
23,11 |
9,92382 |
5,67647 |
||
2861,7 |
4 |
69,34 |
13,06058 |
7,47070 |
|
8 |
34,67 |
10,98259 |
6,28209 |
||
10 |
27,74 |
10,38669 |
5,94123 |
||
12 |
23,11 |
9,92389 |
5,67651 |
Т а б л и ц а 3.17
Расчёт Ka, , при при конденсации перегретого пара на вертикальной поверхности
h= l =2 м
р, МПа |
hП, кДж/кг |
Δt, ºС |
Ka |
Nu·103 |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
2581,1 |
4 |
144,10 |
17,21409 |
5,41487 |
8 |
72,05 |
14,47527 |
4,55334 |
||
10 |
57,64 |
13,68987 |
4,30628 |
||
12 |
48,03 |
13,07988 |
4,11441 |
||
2590,6 |
4 |
144,10 |
17,21411 |
5,41487 |
|
8 |
72,05 |
14,47529 |
4,55335 |
||
10 |
57,64 |
13,68988 |
4,30629 |
||
12 |
48,03 |
13,07990 |
4,11441 |
||
2609,6 |
4 |
144,10 |
17,21415 |
5,41488 |
|
8 |
72,05 |
14,47531 |
4,55335 |
||
10 |
57,64 |
13,68991 |
4,30630 |
||
12 |
48,03 |
13,07992 |
4,11442 |
||
0,07 |
2669,6 |
4 |
135,76 |
19,89879 |
6,71664 |
8 |
67,88 |
16,73282 |
5,64800 |
||
10 |
54,30 |
15,82493 |
5,34155 |
||
12 |
45,25 |
15,11981 |
5,10354 |
||
2679,6 |
4 |
135,76 |
19,89881 |
6,71665 |
|
8 |
67,88 |
16,73284 |
5,64800 |
||
10 |
54,30 |
15,82494 |
5,34155 |
||
12 |
45,25 |
15,11983 |
5,10355 |
||
2699,5 |
4 |
135,76 |
19,89886 |
6,71666 |
|
8 |
67,88 |
16,73288 |
5,64802 |
||
10 |
54,30 |
15,82498 |
5,34156 |
||
12 |
45,25 |
15,11986 |
5,10356 |
Окончание таблицы 3.17
|
|||||
0,7 |
2775,3 |
4 |
118,59 |
21,98015 |
7,45413 |
8 |
59,29 |
18,48303 |
6,26815 |
||
10 |
47,44 |
17,48017 |
5,92805 |
||
12 |
39,53 |
16,70130 |
5,66391 |
||
2787,1 |
4 |
118,59 |
21,98018 |
7,45414 |
|
8 |
59,29 |
18,48306 |
6,26816 |
||
10 |
47,44 |
17,48020 |
5,92806 |
||
12 |
39,53 |
16,70133 |
5,66392 |
||
2810,3 |
4 |
118,59 |
21,98024 |
7,45416 |
|
8 |
59,30 |
18,48311 |
6,26818 |
||
10 |
47,44 |
17,48024 |
5,92808 |
||
12 |
39,53 |
16,70137 |
5,66394 |
||
7 |
2796,2 |
4 |
69,34 |
21,96494 |
6,28202 |
8 |
34,67 |
18,47024 |
5,28253 |
||
10 |
27,73 |
17,46808 |
4,99590 |
||
12 |
23,11 |
16,68975 |
4,77330 |
||
2819,3 |
4 |
69,34 |
21,96503 |
6,28204 |
|
8 |
34,67 |
18,47031 |
5,28255 |
||
10 |
27,74 |
17,46814 |
4,99592 |
||
12 |
23,11 |
16,68981 |
4,77332 |
||
2861,7 |
4 |
69,34 |
21,96518 |
6,28209 |
|
8 |
34,67 |
18,47044 |
5,28258 |
||
10 |
27,74 |
17,46827 |
4,99596 |
||
12 |
23,11 |
16,68993 |
4,77335 |
Т а б л и ц а 3.18
Расчёт Ka, , при при конденсации перегретого пара на горизонтальной трубе h = d =0,018 м
р, МПа |
hП, кДж/кг |
Δt, ºС |
Ka |
Nu |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
2581,1 |
4 |
144,10 |
388,32 |
13,57209 |
8 |
72,05 |
326,53 |
11,41272 |
||
10 |
57,64 |
308,82 |
10,79349 |
||
12 |
48,03 |
295,06 |
10,31256 |
||
2590,6 |
4 |
144,10 |
388,32 |
13,57210 |
|
8 |
72,05 |
326,53 |
11,41273 |
||
10 |
57,64 |
308,82 |
10,79350 |
||
12 |
48,03 |
295,06 |
10,31257 |
||
2609,6 |
4 |
144,10 |
388,32 |
13,57213 |
|
8 |
72,05 |
326,53 |
11,41276 |
||
10 |
57,64 |
308,82 |
10,79352 |
||
12 |
48,03 |
295,06 |
10,31259 |
Окончание таблицы 3.18
|
|||||
0,07 |
2669,6 |
4 |
135,76 |
448,88 |
16,83492 |
8 |
67,88 |
377,46 |
14,15642 |
||
10 |
54,30 |
356,98 |
13,38832 |
||
12 |
45,25 |
341,07 |
12,79177 |
||
2679,6 |
4 |
135,76 |
448,88 |
16,83494 |
|
8 |
67,88 |
377,46 |
14,15644 |
||
10 |
54,30 |
356,98 |
13,38833 |
||
12 |
45,25 |
341,07 |
12,79178 |
||
2699,5 |
4 |
135,76 |
448,88 |
16,83497 |
|
8 |
67,88 |
377,46 |
14,15647 |
||
10 |
54,30 |
356,98 |
13,38836 |
||
12 |
45,25 |
341,07 |
12,79181 |
||
0,7 |
2775,3 |
4 |
118,59 |
495,83 |
18,68340 |
8 |
59,29 |
416,94 |
15,71081 |
||
10 |
47,44 |
394,32 |
14,85836 |
||
12 |
39,53 |
376,75 |
14,19632 |
||
2787,1 |
4 |
118,59 |
495,83 |
18,68343 |
|
8 |
59,29 |
416,94 |
15,71083 |
||
10 |
47,44 |
394,32 |
14,85838 |
||
12 |
39,53 |
376,75 |
14,19634 |
||
2810,3 |
4 |
118,59 |
495,83 |
18,68348 |
|
8 |
59,30 |
416,94 |
15,71087 |
||
10 |
47,44 |
394,32 |
14,85843 |
||
12 |
39,53 |
376,75 |
14,19638 |
||
7 |
2796,2 |
4 |
69,34 |
495,49 |
15,74556 |
8 |
34,67 |
416,65 |
13,24039 |
||
10 |
27,73 |
394,05 |
12,52199 |
||
12 |
23,11 |
376,49 |
11,96404 |
||
2819,3 |
4 |
69,34 |
495,49 |
15,74562 |
|
8 |
34,67 |
416,65 |
13,,24044 |
||
10 |
27,74 |
394,05 |
12,52203 |
||
12 |
23,11 |
376,49 |
11,96409 |
||
2861,7 |
4 |
69,34 |
495,49 |
15,74574 |
|
8 |
34,67 |
416,66 |
13,24053 |
||
10 |
27,74 |
394,05 |
12,52212 |
||
12 |
23,11 |
376,49 |
11,96417 |
Т а б л и ц а 3.19
Расчёт Ka, , при при конденсации перегретого пара на горизонтальной трубе h = d =0,02 м
р, МПа |
hП, кДж/кг |
Δt, ºС |
Ka |
Nu |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
2581,1 |
4 |
144,10 |
420,25 |
13,21927 |
8 |
72,05 |
353,38 |
11,11603 |
||
10 |
57,64 |
334,21 |
10,51290 |
||
12 |
48,03 |
319,32 |
10,04447 |
||
2590,6 |
4 |
144,10 |
420,25 |
13,21928 |
|
8 |
72,05 |
353,38 |
11,11605 |
||
10 |
57,64 |
334,21 |
10,51291 |
||
12 |
48,03 |
319,32 |
10,04448 |
||
2609,6 |
4 |
144,10 |
420,25 |
13,21931 |
|
8 |
72,05 |
353,38 |
11,11607 |
||
10 |
57,64 |
334,21 |
10,51293 |
||
12 |
48,03 |
319,32 |
10,04450 |
||
0,07 |
2669,6 |
4 |
135,76 |
485,79 |
16,39727 |
8 |
67,88 |
408,50 |
13,78841 |
||
10 |
54,30 |
386,33 |
13,04027 |
||
12 |
45,25 |
369,12 |
12,45923 |
||
2679,6 |
4 |
135,76 |
485,79 |
16,39729 |
|
8 |
67,88 |
408,50 |
13,78842 |
||
10 |
54,30 |
386,33 |
13,04028 |
||
12 |
45,25 |
369,12 |
12,45925 |
||
2699,5 |
4 |
135,76 |
485,79 |
16,39733 |
|
8 |
67,88 |
408,50 |
13,78845 |
||
10 |
54,30 |
386,33 |
13,04031 |
||
12 |
45,25 |
369,12 |
12,45927 |
||
0,7 |
2775,3 |
4 |
118,59 |
536,60 |
18,19770 |
8 |
59,29 |
451,22 |
15,30238 |
||
10 |
47,44 |
426,74 |
14,47210 |
||
12 |
39,53 |
407,73 |
13,82726 |
||
2787,1 |
4 |
118,59 |
536,60 |
18,19773 |
|
8 |
59,29 |
451,23 |
15,30240 |
||
10 |
47,44 |
426,74 |
14,47212 |
||
12 |
39,53 |
407,73 |
13,82728 |
||
2810,3 |
4 |
118,59 |
536,60 |
18,19778 |
|
8 |
59,30 |
451,23 |
15,3045 |
||
10 |
47,44 |
426,74 |
14,47216 |
||
12 |
39,53 |
407,73 |
13,82732 |
Окончание таблицы 3.19
|
|||||
7 |
2796,2 |
4 |
69,34 |
536,23 |
15,33624 |
8 |
34,67 |
450,91 |
12,89619 |
||
10 |
27,73 |
426,45 |
12,19646 |
||
12 |
23,11 |
407,45 |
11,65302 |
||
2819,3 |
4 |
69,34 |
536,23 |
15,33630 |
|
8 |
34,67 |
450,91 |
12,89624 |
||
10 |
27,74 |
426,45 |
12,19651 |
||
12 |
23,11 |
407,45 |
11,65307 |
||
2861,7 |
4 |
69,34 |
536,23 |
15,33641 |
|
8 |
34,67 |
450,92 |
12,89633 |
||
10 |
27,74 |
426,45 |
12,19659 |
||
|
12 |
23,11 |
407,45 |
11,65315 |
Изменение физических характеристик среды от температуры в процессе фазового перехода учитывается коэффициентом:
,
(3.9)
где
– коэффициент теплопроводности жидкости
при температуре стенки tc,
Вт/(м·К);
– коэффициент динамической вязкости
при температуре стенки tc,
Па/с;
– коэффициент теплопроводности жидкости
при температуре насыщения ts,
Вт/(м·К);
–
коэффициент динамической вязкости при
температуре насыщения ts,
Па/с.
Температура стенки tc, ºС:
,
(3.10)
где
– температура насыщения, ºС;
–
температурный напор, ºС.
Т а б л и ц а 3.20
Расчёт
,
,
p, МПа |
ts, 0С |
Δt, 0C |
tc, 0C |
λc·10-3, Вт/(м∙К) |
μc·10-6, Па/с |
εt |
|
0,007 |
39,02 |
4 |
35,02 |
622,779 |
724,712 |
0,993 |
|
8 |
31,02 |
616,909 |
782,312 |
0,978 |
|||
10 |
29,02 |
613,834 |
817,8194 |
0,963 |
|||
12 |
27,02 |
610,434 |
858,8794 |
0,956 |
|||
0,07 |
89,96 |
4 |
85,96 |
672,429 |
331,06 |
0,996 |
|
8 |
81,96 |
670,839 |
347,06 |
0,988 |
|||
10 |
79,96 |
669,773 |
355,098 |
0,980 |
|||
12 |
77,96 |
668,413 |
364,998 |
0,976 |
|||
0,7 |
164,96 |
4 |
160,96 |
679,422 |
168,5632 |
0,998 |
|
8 |
156,96 |
680,308 |
173,3392 |
0,995 |
|||
10 |
154,96 |
680,708 |
175,7992 |
0,991 |
|||
12 |
152,96 |
681,108 |
178,2592 |
0,990 |
|||
7 |
285,8 |
4 |
281,8 |
578,484 |
92,7206 |
1,001 |
|
8 |
277,8 |
584,656 |
94,279 |
1,002 |
|||
10 |
275,8 |
587,616 |
95,069 |
1,003 |
|||
12 |
273,8 |
590,579 |
95,859 |
1,003 |
Окончание таблицы 3.20
|
Средний коэффициент теплоотдачи
находим по формуле, Вт/(м2·К):
,
(3.11)
Т а б л и ц а 3.21
Расчет при при конденсации пара на вертикальной поверхности h= l =1 м
р, МПа |
Δt, ºС |
·103, Вт/(м2·К) |
εt |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
6,439 |
0,993 |
6,39393 |
8 |
5,414 |
0,978 |
5,29489 |
|
10 |
5,121 |
0,963 |
4,93152 |
|
12 |
4,892 |
0,956 |
4,67675 |
|
0,07 |
4 |
7,987 |
0,996 |
7,95505 |
8 |
6,716 |
0,988 |
6,63541 |
|
10 |
6,352 |
0,98 |
6,22496 |
|
12 |
6,069 |
0,976 |
5,92334 |
|
0,7 |
4 |
8,864 |
0,998 |
8,84627 |
8 |
7,454 |
0,995 |
7,41673 |
|
10 |
7,049 |
0,991 |
6,98556 |
|
12 |
6,735 |
0,99 |
6,66765 |
|
7 |
4 |
7,47 |
1,001 |
7,47747 |
8 |
6,281 |
1,002 |
6,29356 |
|
10 |
5,941 |
1,003 |
5,95882 |
|
12 |
5,676 |
1,003 |
5,69303 |
Т а б л и ц а 3.22
Расчет при при конденсации пара на вертикальной поверхности h= l =2 м
р, МПа |
Δt, ºС |
·103, Вт/(м2·К) |
εt |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
5,41 |
0,993 |
5,37213 |
8 |
4,55 |
0,978 |
4,4499 |
|
10 |
4,31 |
0,963 |
4,15053 |
|
12 |
4,11 |
0,956 |
3,92916 |
|
0,07 |
4 |
6,72 |
0,996 |
6,69312 |
8 |
5,65 |
0,988 |
5,5822 |
|
10 |
5,34 |
0,98 |
5,2332 |
|
12 |
5,1 |
0,976 |
4,9776 |
|
0,7 |
4 |
7,45 |
0,998 |
7,4351 |
8 |
6,27 |
0,995 |
6,23865 |
|
10 |
5,93 |
0,991 |
5,87663 |
|
12 |
5,66 |
0,99 |
5,6034 |
|
7 |
4 |
6,28 |
1,001 |
6,28628 |
8 |
5,28 |
1,002 |
5,29056 |
|
10 |
5 |
1,003 |
5,015 |
|
12 |
4,77 |
1,003 |
4,78431 |
Т а б л и ц а 3.23
Расчет при конденсации пара на горизонтальной трубе h = d =0,018 м
р, МПа |
Δt, ºС |
·103, Вт/(м2·К) |
εt |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
13,57 |
0,993 |
13,47501 |
8 |
11,41 |
0,978 |
11,15898 |
|
10 |
10,79 |
0,963 |
10,39077 |
|
12 |
10,31 |
0,956 |
9,85636 |
|
0,07 |
4 |
16,83 |
0,996 |
16,76268 |
8 |
14,16 |
0,988 |
13,99008 |
|
10 |
13,39 |
0,98 |
13,1222 |
|
12 |
12,79 |
0,976 |
12,48304 |
|
0,7 |
4 |
18,68 |
0,998 |
18,64264 |
8 |
15,71 |
0,995 |
15,63145 |
|
10 |
14,86 |
0,991 |
14,72626 |
|
12 |
14,2 |
0,99 |
14,058 |
|
7 |
4 |
15,75 |
1,001 |
15,76575 |
8 |
13,24 |
1,002 |
13,26648 |
|
10 |
12,52 |
1,003 |
12,55756 |
|
12 |
11,96 |
1,003 |
11,99588 |
Т а б л и ц а 3.24
Расчет при конденсации пара на горизонтальной трубе h = d =0,02 м
р, МПа |
Δt, ºС |
·103, Вт/(м2·К) |
εt |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
13,22 |
0,993 |
13,12746 |
8 |
11,12 |
0,978 |
10,87536 |
|
10 |
10,51 |
0,963 |
10,12113 |
|
12 |
10,04 |
0,956 |
9,59824 |
|
0,07 |
4 |
16,4 |
0,996 |
16,3344 |
8 |
13,79 |
0,988 |
13,62452 |
|
10 |
13,04 |
0,98 |
12,7792 |
|
12 |
12,46 |
0,976 |
12,16096 |
|
0,7 |
4 |
18,2 |
0,998 |
18,1636 |
8 |
15,3 |
0,995 |
15,2235 |
|
10 |
14,47 |
0,991 |
14,33977 |
|
12 |
13,83 |
0,99 |
13,6917 |
|
7 |
4 |
15,34 |
1,001 |
15,35534 |
8 |
12,9 |
1,002 |
12,9258 |
|
10 |
12,2 |
1,003 |
12,2366 |
|
12 |
11,65 |
1,003 |
11,68495 |
Волновое течение плёнки конденсата развивается на вертикальных поверхностях под действием сил поверхностного натяжения сконденсированной среды. Его влияние учитывается коэффициентом:
,
(3.12)
где степень турбулентности плёнки оценивается числом Рейнольдса:
,
(3.13)
где Ga – критерий Галилея;
– коэффициент теплопроводности жидкости при температуре насыщения ts, Вт/(м·К);
– коэффициент динамической вязкости при температуре насыщения ts, Па·с;
– температурный напор, ºС.
Средний коэффициент теплоотдачи
находим по формуле, Вт/(м2·К):
,
(3.14)
Т а б л и ц а 3.25
Расчет , εv, Re при конденсации пара на вертикальной поверхности
p, МПа |
l, м |
Δt, 0C |
Re |
εv |
, Вт/(м2·К) |
0,007 |
1 |
4 |
16,021 |
1,117 |
7195,03 |
8 |
26,944 |
1,141 |
6177,40 |
||
10 |
31,853 |
1,148 |
5881,47 |
||
12 |
36,520 |
1,155 |
5650,23 |
||
0,07 |
4 |
44,425 |
1,164 |
9296,38 |
|
8 |
74,713 |
1,188 |
7981,55 |
||
10 |
88,324 |
1,196 |
7599,19 |
||
12 |
101,266 |
1,203 |
7300,41 |
||
0,007 |
2 |
4 |
26,944 |
1,141 |
6126,18 |
8 |
45,315 |
1,165 |
5448,30 |
||
10 |
53,570 |
1,173 |
5110,05 |
||
12 |
61,420 |
1,179 |
4416,85 |
||
0,07 |
4 |
74,713 |
1,188 |
7842,98 |
|
8 |
125,651 |
1,213 |
6735,85 |
||
10 |
148,542 |
1,221 |
6412,52 |
||
12 |
170,308 |
1,228 |
6012,27 |
При конденсации пара на горизонтальной трубе волновое течение не успевает развиваться, и поэтому этот фактор не учитывается.
Влияние попутного движения пара.
Конденсатная плёнка, образуясь, стекает вниз под действием силы тяжести. Попутное движение пара интенсифицирует теплообмен, ускоряя движение плёнки. Движение пара во встречном направлении к направлению движения плёнки наоборот затрудняет теплообмен, утолщая плёнку. Это влияние учитывается коэффициентом:
;
(3.15)
;
(3.16)
;
(3.17)
;
(3.18)
,
(3.19)
где Pr – критерий Прандтля, определяемый по таблице;
Ka – критерий Кутателадзе;
Fr – критерий Фруда
ρ' и ρ'' – соответственно плотность жидкости и сухого насыщенного пара, кг/м3;
μ´ и μ´´ – соответственно коэффициент динамической вязкости жидкости и сухого насыщенного пара, Па/с;
w – скорость в среднем сечении пучка, м/с;
d – наружный диаметр трубы, м;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
Сведём расчёты в таблицы:
Т а б л и ц а 3.26
Расчёт критерия Фруда Fr
w, м/с |
Fr(d = 0,018 м) |
Fr(d = 0,02 м) |
2 |
22,6526 |
20,38736 |
6 |
203,874 |
183,4862 |
Т а б л и ц а 3.27
Расчёт параметра R
р, МПа |
0,007 |
0,07 |
0,07 |
7 |
R |
1159 |
207,566 |
46,137 |
9,992 |
Т а б л и ц а 3.28
Расчет
,
εs, Х при
конденсации пара на горизонтальной
трубе при d = 0,018 м;
w = 2 м/с; Fr = 22,6526
p, МПа |
Δt, 0C |
Ка |
Х |
·103, Вт/(м2·К) |
εs |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
144,10 |
1,137 |
13,6 |
1,548 |
21,006 |
8 |
72,05 |
0,992 |
11,4 |
1,696 |
19,351 |
|
10 |
57,64 |
0,957 |
10,8 |
1,814 |
19,573 |
|
12 |
48,03 |
0,948 |
10,3 |
1,865 |
19,228 |
|
Окончание таблицы 3.28
|
||||||
0,07 |
4 |
135,76 |
1,290 |
16,8 |
1,998 |
33,626 |
8 |
67,88 |
1,063 |
14,2 |
2,137 |
30,26 |
|
10 |
54,30 |
1,004 |
13,4 |
2,269 |
30,382 |
|
12 |
45,25 |
0,988 |
12,8 |
2,328 |
29,775 |
|
0,7 |
4 |
118,59 |
1,559 |
18,7 |
2,782 |
51,968 |
8 |
59,29 |
1,205 |
15,7 |
2,825 |
44,381 |
|
10 |
47,44 |
1,103 |
14,9 |
2,727 |
40,523 |
|
12 |
39,53 |
1,074 |
14,2 |
2,979 |
42,302 |
|
7 |
4 |
69,34 |
2,027 |
15,8 |
4,197 |
66,103 |
8 |
34,67 |
1,483 |
13,2 |
4,050 |
53,622 |
|
10 |
27,73 |
1,310 |
12,5 |
4,064 |
50,881 |
|
12 |
23,11 |
1,259 |
12 |
4,087 |
48,881 |
Т а б л и ц а 3.29
Расчет , εs, Х при конденсации пара на горизонтальной трубе при
d = 0,018 м; w = 6 м/с; Fr = 203,874
p, МПа |
Δt, 0C |
Ка |
Х |
·103, Вт/(м2·К) |
εs |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
144,10 |
1,137 |
13,6 |
1,648 |
22,363 |
8 |
72,05 |
0,992 |
11,4 |
1,796 |
20,492 |
|
10 |
57,64 |
0,957 |
10,8 |
1,914 |
20,652 |
|
12 |
48,03 |
0,948 |
10,3 |
1,965 |
20,259 |
|
0,07 |
4 |
135,76 |
1,290 |
16,8 |
2,098 |
35,309 |
8 |
67,88 |
1,063 |
14,2 |
2,237 |
31,676 |
|
10 |
54,30 |
1,004 |
13,4 |
2,369 |
31,721 |
|
12 |
45,25 |
0,988 |
12,8 |
2,428 |
31,054 |
|
0,7 |
4 |
118,59 |
1,559 |
18,7 |
2,882 |
53,836 |
8 |
59,29 |
1,205 |
15,7 |
2,925 |
45,952 |
|
10 |
47,44 |
1,103 |
14,9 |
2,827 |
42,009 |
|
12 |
39,53 |
1,074 |
14,2 |
2,979 |
42,302 |
|
7 |
4 |
69,34 |
2,027 |
15,8 |
4,297 |
67,678 |
8 |
34,67 |
1,483 |
13,2 |
4,150 |
54,946 |
|
10 |
27,73 |
1,310 |
12,5 |
4,164 |
52,133 |
|
12 |
23,11 |
1,259 |
12 |
4,187 |
50,077 |
Т а б л и ц а 3.30
Расчет , εs, Х при конденсации пара на горизонтальной трубе при
d = 0,02 м; w = 2 м/с; Fr = 20,38736
p, МПа |
Δt, 0C |
Ка |
Х |
·103, Вт/(м2·К) |
εs |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
144,10 |
1,137 |
13,22 |
1,528 |
20,20016 |
8 |
72,05 |
0,992 |
11,12 |
1,666 |
18,52592 |
|
10 |
57,64 |
0,957 |
10,51 |
1,754 |
18,43454 |
|
12 |
48,03 |
0,948 |
10,04 |
1,825 |
18,323 |
|
Окончание таблицы 3.30
|
||||||
0,07 |
4 |
135,76 |
1,290 |
16,4 |
1,968 |
32,2752 |
8 |
67,88 |
1,063 |
13,79 |
2,117 |
29,19343 |
|
10 |
54,30 |
1,004 |
13,04 |
2,249 |
29,32696 |
|
12 |
45,25 |
0,988 |
12,46 |
2,306 |
28,73276 |
|
0,7 |
4 |
118,59 |
1,559 |
18,2 |
2,764 |
50,3048 |
8 |
59,29 |
1,205 |
15,3 |
2,811 |
43,0083 |
|
10 |
47,44 |
1,103 |
14,47 |
2,712 |
39,24264 |
|
12 |
39,53 |
1,074 |
13,83 |
2,954 |
40,85382 |
|
7 |
4 |
69,34 |
2,027 |
15,34 |
4,163 |
63,86042 |
8 |
34,67 |
1,483 |
12,9 |
4,025 |
51,9225 |
|
10 |
27,73 |
1,310 |
12,2 |
4,044 |
49,3368 |
|
12 |
23,11 |
1,259 |
11,65 |
4,061 |
47,31065 |
Т а б л и ц а 3.31
Расчет , εs, Х при конденсации пара на горизонтальной трубе при d = 0,02м; w = 6 м/с; Fr = 183,4862
p, МПа |
Δt, 0C |
Ка |
Х |
·103, Вт/(м2·К) |
εs |
·103, Вт/(м2·К) |
0,007 |
4 |
144,10 |
1,137 |
13,22 |
1,628 |
21,52216 |
8 |
72,05 |
0,992 |
11,12 |
1,766 |
19,63792 |
|
10 |
57,64 |
0,957 |
10,51 |
1,811 |
19,03361 |
|
12 |
48,03 |
0,948 |
10,04 |
1,904 |
19,11616 |
|
0,07 |
4 |
135,76 |
1,290 |
16,4 |
1,989 |
32,6196 |
8 |
67,88 |
1,063 |
13,79 |
2,204 |
30,39316 |
|
10 |
54,30 |
1,004 |
13,04 |
2,311 |
30,13544 |
|
12 |
45,25 |
0,988 |
12,46 |
2,405 |
29,9663 |
|
0,7 |
4 |
118,59 |
1,559 |
18,2 |
2,812 |
51,1784 |
8 |
59,29 |
1,205 |
15,3 |
2,907 |
44,4771 |
|
10 |
47,44 |
1,103 |
14,47 |
2,815 |
40,73305 |
|
12 |
39,53 |
1,074 |
13,83 |
3,015 |
41,69745 |
|
7 |
4 |
69,34 |
2,027 |
15,34 |
4,263 |
65,39442 |
8 |
34,67 |
1,483 |
12,9 |
4,122 |
53,1738 |
|
10 |
27,73 |
1,310 |
12,2 |
4,156 |
50,7032 |
|
12 |
23,11 |
1,259 |
11,65 |
4,167 |
48,54555 |
Влияние наличия в паре неконденсирующегося компонента (воздуха).
Вследствие притока к охлаждаемой стенке вместе с конденсирующимся паром неконденсирующегося воздуха у стенки образуются повышенная концентрация газа и пониженное парциальное давление пара при неизменном давлении смеси пара и воздуха (закон Дальтона). У стенки осуществляется конвективно-диффузионный перенос пара, возникает так называемый стефановский поток, что снижает интенсивность теплообмена. Этот фактор учитывается коэффициентом:
,
(3.20)
где
–
температура насыщения при парциальном
давлении пара в смеси с воздухом, ºС;
–
температура парогазовой смеси, принимается
равной температуре насыщения при
заданном давлении смеси, ºС;
– температура стенки, ºС.