Рыбкинского месторождения
.pdf
72
Критерий Рейнольдса для холодного потока каждой зоны определяем по формуле:
Re |
х |
|
i |
||
|
=4 Q х
Dэ
х i х i
,
(7.13)
где Qх – объемный расход холодного потока, м3/с;
х |
– плотность холодного потока при средней температуре i-той зоны, кг/м |
3 |
; |
i |
|
||
х |
– динамическая вязкость холодного потока при средней температуре i-той зоны, Па·с; |
||
i |
|||
Критерий Рейнольдса для холодного потока на границе 11 и 10 зоны:
Re 11х −10 |
= |
|
4 0,036 836 |
= 159942 |
; |
|
|
||||
|
0,0251 0,00955 |
||||
|
3,14 |
|
|
||
На границе 10 и 9 зоны:
Re |
х |
= |
4 0,036 |
835 |
= 164932 |
10−9 |
|
|
|||
|
3,14 |
0,0251 |
0,00925 |
|
|
|
|
|
;
На границе 9 и 8 зоны:
Re |
х |
|
9−8 |
||
|
= |
4 0,036 |
834 |
= 169876 |
|
|
||
3,14 |
0,0251 |
0,00897 |
|
;
На границе 8 и 7 зоны:
Re |
х |
|
8−7 |
||
|
= |
4 0,036 |
833 |
= 175140 |
|
|
||
3,14 |
0,0251 |
0,00869 |
|
;
На границе 7 и 6 зоны:
Консорциум « Н е д р а »
73
Re 7х−6 |
= |
|
4 0,036 833 |
= 180756 |
; |
|
|
||||
|
|
||||
|
3,14 |
0,0251 0,00842 |
|
|
|
На границе 6 и 5 зоны:
Re |
х |
|
6−5 |
||
|
= |
4 0,036 |
832 |
|
|
|
3,14 |
0,0251 |
0,00817 |
= 186063
;
На границе 5 и 4 зоны:
Re |
х |
= |
4 0,036 |
831 |
= 191706 |
|
|
||||
5−4 |
|
|
|||
|
3,14 |
0,0251 |
0,00792 |
|
|
|
|
|
;
На границе 4 и 3 зоны:
Re х−
4 3
На границе 3 и 2 зоны:
= |
4 0,036 830 |
= 197459 ; |
3,14 0,0251 0,00768 |
Re |
х |
|
3−2 |
||
|
= |
4 0,036 |
829 |
= 203309 |
|
|
||
3,14 |
0,0251 |
0,00745 |
|
;
На границе 2 и 1 зоны:
Re 2х−1 |
= |
|
4 0,036 829 |
= 209496 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|||
|
3,14 |
|
0,0251 0,00723 |
|
|
Определение критерия Прандтля для холодного потока каждой зоны при ее средней температуре Критерий Прандтля для холодного потока каждой зоны при ее средней температуре определяем по формуле:
Консорциум « Н е д р а »
74
|
|
|
|
х |
с |
х |
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рr |
х |
= |
|
fi |
|
fi |
|
fi |
|
fi |
|
|
|
х |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
fi |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
(7.14)
где х – кинематическая вязкость холодного потока при средней температуре i-той зоны, м2/с; fi
с х – удельная теплоемкость холодного потока при средней температуре i-той зоны, Дж/кг·К; fi
х – теплопроводность холодного потока при средней температуре i-той зоны, Вт/м·К. fi
Критерий Прандтля для холодного потока на границе 11 и 10 зоны:
Рr |
х |
|
|
f 11−10 |
|
|
1,14 10 |
−5 |
1935 |
836 |
= |
|
|||
|
0,118 |
|
||
|
|
|
||
=156,6
;
На границе 10 и 9 зоны:
Рr |
х |
|
|
f 10−9 |
|
|
1,11 10 |
−5 |
1940 |
835 |
= |
|
|||
|
0,118 |
|
||
|
|
|
||
=
152,1
;
На границе 9 и 8 зоны:
Рrх |
= |
1,08 10−5 1946 834 |
=148 ; |
|
|||
f 9−8 |
0,118 |
|
|
|
|
||
На границе 8 и 7 зоны:
Рrх |
= |
1,04 10−5 1951 833 |
=143,7 ; |
|
|||
f 8−7 |
0,118 |
|
|
|
|
||
На границе 7 и 6 зоны:
Консорциум « Н е д р а »
Рr |
х |
|
|
f 7−6 |
|
|
1,01 10 |
−5 |
1955 |
833 |
= |
|
|||
|
0,118 |
|
||
|
|
|
||
75
=139,5 |
; |
На границе 6 и 5 зоны:
Рr |
х |
|
f 6−5 |
||
|
=
9,82 10 |
−6 |
1960 |
832 |
|
|||
0,118 |
|
||
=
135,7
;
На границе 5 и 4 зоны:
Рr |
х |
|
f 5−4 |
||
|
=
9,53 10 |
−6 |
1965 |
831 |
|
|||
0,118 |
|
||
=
131,9
;
На границе 4 и 3 зоны:
Рrх |
= |
9,25 10−6 1971 830 |
=128,3 ; |
|
|||
f 4−3 |
0,118 |
|
|
|
|
||
На границе 3 и 2 зоны:
Рrх |
= |
8,99 10−6 1976 829 |
=124,8; |
|
|||
f 3−2 |
0,118 |
|
|
|
|
||
На границе 2 и 1 зоны:
|
|
|
8,72 10 |
−6 |
1980 |
829 |
|
Рr |
х |
= |
|
= 121,3 |
|||
|
|
|
|
||||
f 2−1 |
0,118 |
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
Определение параметра Грасгрофа для холодного потока каждой зоны при ее средней температуре Параметр Грасгрофа для холодного потока каждой зоны при ее средней температуре определяем по формуле:
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
D |
3 |
g |
(T стi − t fi ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Gr |
fi |
= |
|
э |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7.15) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Т стi – средняя температура стенки в пределах i-той зоны, 0С; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
t fi – средняя температура холодного потока i-той зоны, 0С. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Параметр Грасгрофа для холодного потока на границе 11 и 10 зоны: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
0,0251 9,81 0,00066 (27 − 24,545) |
= 1925,3 |
; |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Grf 11-10 = |
|
(1,14 10 |
−5 |
) |
2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
На границе 10 и 9 зоны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
9,81 0,00066 |
(28,45 − 25,633) |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
х |
= |
0,0251 |
= 2350,6 |
; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Grf 10-9 |
|
|
(1,11 10 |
−5 |
) |
2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
На границе 9 и 8 зоны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
9,81 0,00066 (29,9 − 26,721) |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
х |
= |
0,0251 |
|
= 2813,9 |
; |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Grf 9-8 |
|
|
(1,08 10 |
−5 |
) |
2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
На границе 8 и 7 зоны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
9,81 0,00066 |
(31,34 − 27,812) |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
х |
= |
0,0251 |
|
= 3319,2 |
; |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Grf 8-7 |
|
|
(1,04 10 |
−5 |
) |
2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
На границе 7 и 6 зоны:
76
Консорциум « Н е д р а »
Gr |
х |
|
f 7-6 |
||
|
=
0,02513
9,81 0,00066 (32,79 − 28,904) |
|||
(1,01 10 |
−5 |
) |
2 |
|
|
||
77
= 3891,1 |
; |
На границе 6 и 5 зоны:
Gr |
х |
|
f 6-5 |
||
|
=
0,02513
9,81 0,00066 (34,23 − 29,997) |
|||
(9,82 10 |
−6 |
) |
2 |
|
|
||
=
4495,2
;
На границе 5 и 4 зоны:
Gr |
х |
|
f 5-4 |
||
|
=
0,02513
9,81 0,00066 (35,68 − 31,094) |
|||
(9,53 10 |
−6 |
) |
2 |
|
|
||
=
5150,5
;
На границе 4 и 3 зоны:
Gr |
х |
|
f 4-3 |
||
|
=
0,02513
9,81 0,00066 (37,14 − 32,192) |
|||
(9,25 10 |
−6 |
) |
2 |
|
|
||
=
5894,7
;
На границе 3 и 2 зоны:
Grfх3-2 |
= |
0,02513 9,81 0,00066 (38,59 − 33,290) |
= 6694,9 ; |
||
|
(8,99 10−6 )2 |
|
|||
|
|
|
|
||
На границе 2 и 1 зоны: |
|
|
|
|
|
Gr х |
= |
0,02513 9,81 0,00066 (40,05 − 34,388) |
= 7593,4 |
||
|
|||||
f 2-1 |
|
|
(8,72 10−6 )2 |
|
|
|
|
|
|
||
Определение критерия Нусельта для холодного потока каждой зоны
Консорциум « Н е д р а »
Критерий Нусельта для холодного потока каждой зоны при условии, что определяем по формуле:
|
|
|
|
|
|
|
Pr |
х |
|
0,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
х |
0,8 |
х |
0,43 |
|
|
fi |
, |
(7.16) |
||
Nu fi |
= 0,021 (Re fi |
) |
(Рrfi |
) |
|
Pr |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
стi |
|
|
||
Re |
х |
|
fi |
||
|
78
для каждой зоны больше 104,
Критерий Нусельта для холодного потока на границе 11 и 10 зоны:
х |
0,8 |
0,43 |
156,6 |
|
0,25 |
|||
Nu f 11−10 |
= 0,021 (159942) |
(156,6) |
|
|
|
|
= 2730,5 ; |
|
146,7 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
На границе 10 и 9 зоны:
|
|
|
|
152,1 |
|
0,25 |
|
Nu |
х |
0,8 |
0,43 |
|
|||
f 10−9 |
= 0,021 (164932) |
(152,1) |
|
141,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
=
2769,8
;
На границе 9 и 8 зоны:
|
|
|
|
148 |
|
0,25 |
|
Nu |
х |
0,8 |
0,43 |
|
|||
f 9−8 |
= 0,021 (169876) |
(148) |
|
136 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
=
2810
;
На границе 8 и 7 зоны:
|
|
|
|
143,7 |
|
0,25 |
|
Nu |
х |
0,8 |
0,43 |
|
|||
f 8−7 |
= 0,021 (175140) |
(143,7) |
|
131 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
=
2848,9
;
На границе 7 и 6 зоны:
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
|
|
139,5 |
|
0,25 |
|
Nu |
х |
|
0,8 |
0,43 |
|
|||
f |
7−6 |
= 0,021 (180756) |
(139,5) |
|
126,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
79
= 2889,7 |
; |
На границе 6 и 5 зоны:
|
|
|
|
|
135,7 |
|
0,25 |
|
Nu |
х |
|
0,8 |
0,43 |
|
|||
f |
6−5 |
= 0,021 (186063) |
(135,7) |
|
121,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
=
2928,8
;
На границе 5 и 4 зоны:
|
|
|
|
131,9 |
|
0,25 |
|
Nu |
х |
0,8 |
0,43 |
|
|||
f 5−4 |
= 0,021 (191706) |
(131,9) |
|
117,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=
2968,2
;
На границе 4 и 3 зоны:
|
|
|
|
|
128,3 |
|
0,25 |
|
Nu |
х |
|
0,8 |
0,43 |
|
|||
f |
4−3 |
= 0,021 (197459) |
(128,3) |
|
113,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
=
3009,2
;
На границе 3 и 2 зоны:
х |
0,8 |
0,43 |
124,8 |
|
0,25 |
|||
Nu f 3−2 |
= 0,021 (203309) |
(124,8) |
|
|
|
|
= 3043,2 ; |
|
110,5 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
На границе 2 и 1 зоны:
|
|
|
|
|
121,3 |
|
0,25 |
|
Nu |
х |
|
0,8 |
0,43 |
= 3084,2 |
|||
f |
2−1 |
= 0,021 (209496) |
(121,3) |
|
106,7 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Определение коэффициента теплоотдачи от стенки к холодному потоку для каждой зоны
Консорциум « Н е д р а »
Коэффициент теплоотдачи от стенки к холодному потоку для каждой зоны определяем по формуле:
|
|
|
|
|
Nu |
х |
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2i |
= |
|
fi |
|
fi |
, |
|
|
|
D |
|
|
||||
|
|
|
|
|
э |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от стенки к холодному потоку на границе 11 и 10 зоны: |
|
||||||||
2(11−10) |
= |
2730 ,5 0,118 |
= 12836 ,6 Вт/(м2·0С); |
|
|
|
|
|
|
0,0251 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На границе 10 и 9 зоны:
2(10−9) = |
2769 ,8 0,118 |
= 13021 ,4 |
Вт/(м2·0С); |
|
0,0251 |
||||
|
|
|
На границе 9 и 8 зоны:
2(9−8) |
= |
2810 |
0,118 |
= 13210 ,4 |
Вт/(м2·0С); |
|
0,0251 |
||||||
|
|
|
|
|||
На границе 8 и 7 зоны:
2(8−7) |
= |
2848 ,9 0,118 |
= 13393 ,2 |
Вт/(м2·0С); |
|
0,0251 |
|||||
|
|
|
|
На границе 7 и 6 зоны:
2(7−6) = |
2889 ,7 0,118 |
= 13585 |
Вт/(м2·0С); |
|
0,0251 |
||||
|
|
|
На границе 6 и 5 зоны:
80
(7.17)
Консорциум « Н е д р а »
2(6−5)
81
= 2928 ,8 0,118 = 13768 ,9 Вт/(м2·0С); 0,0251
На границе 5 и 4 зоны:
|
2(5−4) |
|
= |
2968 ,2 0,118 |
|
0,0251 |
||
|
= 13954
,1
Вт/(м2·0С);
На границе 4 и 3 зоны:
|
2(4−3) |
|
= |
3009 ,2 0,118 |
|
0,0251 |
||
|
= 14146
,8
Вт/(м2·0С);
На границе 3 и 2 зоны:
|
2(3−2) |
|
= |
3043 ,2 0,118 |
|
0,0251 |
||
|
= 14306
,7
Вт/(м2·0С);
На границе 2 и 1 зоны:
2(2−1) = 3084 ,2 0,118 = 14499 ,4 Вт/(м2·0С) 0,0251
Проверка правильности выбора температуры стенки Проверку правильности выбора температуры стенки производим по формуле:
Консорциум « Н е д р а »