8-8. Определить значение коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося водяного пара к наружной поверхности горизонтальной латунной трубки диаметром , температуры наружной и внутренней поверхностей стенки трубки и и количество пара , , конденсирующегося на наружной поверхности

трубки.

Пар сухой насыщенный под давлением . Внутри трубки со скоростью протекает охлаждающая вода, имеющая среднюю температуру

.

Ответ:

.

8-9. Как изменится количество конденсирующегося пара , в условиях задачи 8-8, если скорость охлаждающей воды увеличить в раза (с до ), а все остальные условия оставить без изменений?

Ответ: Количество конденсирующегося пара увеличится примерно на .

8-10. На наружной поверхности вертикальной трубы

конденсируется на поверхности трубы.

Сравнить результаты расчета с ответом к задаче 8-1, где рассматривается теплообмен в тех же условиях для

При тех же условиях, но при горизонтальном

Решение.

При пленочной конденсации сухого насыщенного пара и ламинарном режиме течения пленки конденсата на вертикальных поверхностях и трубах средний по длине коэффициент теплоотдачи можно определить по следующей формуле:

где

поверхности или трубы.

Остальные обозначения те же, что и в формуле (8-2).

115

Формула справедлива при ламинарном течении пленки конденсата, т. е. при и соответственно .

Значения комплексов физических свойств, входящих в выражения для и ,

и

для случая конденсации водяного пара в зависимости от

приведены в табл. 8-1.

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

;

температурным напор

;

приведенная длина трубы .

.

Следовательно, режим течения конденсата по всей высоте трубы ламинарный, и расчет теплоотдачи можно вести по формуле (8-3).

Число

.

Коэффициент теплоотдачи

При теплота парообразования

и количество пара, которое конденсируется на поверхности трубы,

или

.

116

Сравнение полученных значений и с ответом к

задаче 8-1 показывает, что коэффициент теплоотдачи и количество конденсирующегося пара будут примерно в 2 раза меньше, чем при горизонтальном расположении трубы.

8-11. На горизонтальной трубе диаметром и длиной происходит пленочная конденсация сухого насыщенного водяного пара при давлении . Температура поверхности трубы .

Как изменится средний коэффициент теплоотдачи от пара к трубе, если трубу расположить вертикально, а все другие условия оставить без изменения?

Ответ: .

8-12. Пароводяной теплообменник выполнен из вертикально расположенных труб диаметром

и высотой .

Трубы изнутри охлаждаются водой, так что средняя температура их наружной поверхности . Сухой насыщенный водяной пар под давлением

конденсируется на наружной поверхности труб.

Определить коэффициент теплоотдачи от пара к поверхности труб и количество теплоты , передаваемое

воде в теплообменнике.

Ответ: .

8-13. На вертикальной трубе водонагревателя конденсируется сухой насыщенный водяной пар. Давление пара . Температура наружной поверхности трубы

, Высота трубы .

Определить средний коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы.

Ответ: .

Решение.

117

длина трубы

.

Так как значение приведенной длины больше критического, то режим течения пленки конденсата в нижней части трубы турбулентный.

При пленочной конденсации сухого насыщенного пара и смешанном режиме течения пленки конденсата средний по длине коэффициент теплоотдачи можно определить по следующей формуле:

где и числа Прандтля для конденсата соответственно при температурах и . Остальные обозначения те же, что в формуле (8-3).

Формула (8-4) справедлива при .

В рассматриваемой задаче при ; при

С

. По формуле (8-4) имеем:

Учитывая, что находим:

8-14. В вертикальном водоподогревателе нагреваемая вода движется по трубам, на наружной поверхности которых конденсируется сухой насыщенный водяной пар под давлением . Температура наружной поверхности

труб .

118