В рассматриваемой задаче при и по табл. 8-1 находим:

.

Температурный напор

.

Подставив найденные значения в формулу (8-2), получим:

Из уравнения теплового баланса находим количество конденсирующего пара:

или .

8-2. Решить задачу 8-1 при условии, что давление пара , а все остальные данные остались без

изменений. Результаты расчета сравнить с ответом к задаче 8- 1.

Ответ: .

8-3. Определить количество сухого насыщенного водяного пара , которое конденсируется на поверхности

горизонтальной трубы диаметром и длиной

108

, если давление пара , а температура поверхности трубы .

Ответ: .

8-4. Как изменятся коэффициент теплоотдачи и количество сухого насыщенного водяного пара, конденсирующегося в единицу времени на поверхности горизонтальной трубы, если диаметр трубы увеличить в

раза, а давление пара, температурный напор и длину трубы сохранить без изменений?

Ответ: Коэффициент теплоотдачи уменьшится в раза; количество пара, конденсирующегося в

единицу времени, увеличится в раза.

8-5. Какую температуру стенки необходимо

обеспечить, чтобы при пленочной конденсации сухого насыщенного водяного пара на поверхности горизонтальной

.

Определить также значение коэффициента теплоотдачи в этих условиях.

Ответ:

Решение.

Из уравнения теплового баланса имеем:

С другой стороны, коэффициент теплоотдачи согласно формуле (8-2)

Приравняв правые части этих двух уравнений, получим выражение для температурного напора:

109

откуда температурный напор

и необходимая температура стенки

.

Значение коэффициента теплоотдачи находим по формуле (8-4):

8-6. Какой температурный напор

необходимо обеспечить, чтобы при пленочной конденсации сухого насыщенного водяного пара на поверхности

8-7. На поверхности горизонтальной латунной трубки диаметром конденсируется сухой

насыщенный водяной пар с давлением . Внутри

трубки протекает охлаждающая вода. Расход и средняя температура воды равны соответственно:

.

Определить количество пара, конденсирующегося за 1 ч на 1 м поверхности трубки .

110

Ответ: .

Решение.

Так как значения коэффициентов теплоотдачи со стороны пара и воды зависят от температур соответствующих поверхностей трубки, а эти температуры нам неизвестны, то расчет можно провести либо методом последовательных приближений, задаваясь соответствующими температурами, либо графоаналитическим методом. Решим задачу графоаналитическим методом.

Определим значения двух тепловых потоков, отнесенных к 1 м трубки, от внутренней поверхности трубки к воде () — проходящего через стенку трубки () и передаваемого от конденсирующего пара к поверхности

и . При температуре охлаждающей воды

, число Рейнольдса

Режим течения охлаждающей воды турбулентный, и коэффициент теплоотдачи определяем по формуле (5-7):

Коэффициент теплоотдачи

111

При получим соответственно:

.

.

Соответствующая зависимость показана на графике рис. 8-3.

Рис. 8.1. К задаче 8-7

Так как коэффициент теплопроводности латуни можно в условиях данной задачи принять не

зависящим от температуры, то функция будет линейной:

При

Зависимость также приведена на рис. 8-1. Зависимость находим, исходя из формулы

для коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке трубки (8-2):

112

тогда тепловой поток на 1 м

и

нанесена на график (рис. 8-1).

Для нахождения зависимости теплового потока от суммарного температурного напора просуммируем три найденные зависимости. Результирующая кривая , на рис. 8-1 выделена более жирной

линией.

Отложив по оси абсцисс заданное значение общего

113