Примеры решения задач. Задача 1. Определить средний коэффициент теплоотдачи при плёночной конденсации водяного пара атмосферного давления на горизонтальной трубе диаметром d = 0,016

Задача 1. Определить средний коэффициент теплоотдачи при плёночной конденсации водяного пара атмосферного давления на горизонтальной трубе диаметром d = 0,016 м, длиной 1 м, если температура стенки трубы tс = 80° C. Вычислить массу конденсата, образующегося на этой трубе.

По формуле (4.4) определяем коэффициент теплоотдачи

Вт/(м²·К).

Площадь теплообменной поверхности

F = pdl = 3,14·0,016·1 = 0,05024 м².

Величина теплового потока

Q = a FDt = 11693·0,05024·20 = 11794 Вт.

Количество конденсата

кг/с.

Задача 2. Определить средний коэффициент теплоотдачи и массу конденсата при плёночной конденсации водяного пара при давлении 1 МПа на 1 м² теплообменной поверхности, выполненной из вертикальных труб диаметром d = 0,016 м и длиной l = 1,4 м температура которых tс = 150° C.

Коэффициент теплоотдачи определяем по формуле (4.3), физические параметры определяем при средней температуре плёнки

° C.

Здесь ts = 180° C — температура насыщения при давлении 1 МПа.

Вт/(м²·К).

Тепловой поток

Q = a FDt = 5913·1·30 = 177390 Вт.

Количество конденсата в 1 секунду

кг/с.

Контрольные вопросы

1. Что такое кипение? Какие условия надо создать для организации стационарного процесса кипения?

2. Что такое центры парообразования? Какую роль они играют?

3. На какой поверхности для кипения жидкости необходим меньший перегрев: а) на гладкой или шероховатой; б) на смачиваемой или не смачиваемой?

4. Какие режимы кипения бывают? Какой режим кипения представляет наибольший интерес для практики и почему?

5. В чем причины возникновения кризиса кипения?

6. Что такое кризис кипения первого рода и в чем его опасность?

7. Что такое кризис кипения второго рода?

8. Расскажите об особенностях, возникающих при кипении жидкости, движущейся внутри труб.

9. Запишите простую расчетную зависимость для коэффициента теплоотдачи при кипении a = f(q).

10. В чем суть процесса конденсации? Какие условия необходимо создать для организации стационарного процесса конденсации?

11. Какое количество тепла необходимо отвести при конденсации?

12. Какие виды конденсации бывают? Какой вид конденсации в основном встречается в теплообменных аппаратах?

13. В чем преимущество капельной конденсации, и какие условия необходимо создать для ее возникновения?

14. Какие упрощающие предпосылки были приняты Нуссельтом при теоретическом исследовании теплоотдачи при конденсации?

15. Запишите формулу описывающую теплоотдачу при конденсации на вертикальной (либо горизонтальной – по вашему выбору) трубе.

16. Как влияет на теплоотдачу при конденсации скорость движения пара?

17. Как влияют на теплоотдачу при конденсации шероховатость поверхности теплообмена и наличие примесей в паре?