ємних концентрацій водяної пари в повітрі і характеризує лінійну швидкість випаровування води
?? ===0.0094 м/с.
Визначимо концентрації парів води біля поверхні озера і в навколишньому повітрі. У поверхні води повітря насичений і його відносна вологість дорівнює 100%. З таблиць для водяної пари тиск насичення при 21? C одно Рнас=2,4877кПа. Концентрація водяної пари при 100% вологості дорівнює:
===0,01832 кг/м3.
а) При відносній вологості навколишнього повітря 18% концентрація водяної пари дорівнює
===0,003297 кг/м3.
Масова швидкість випаровування води дорівнює:
m=?? * S (-)=0.0094 * 7502 * (0.01832-0.003297)=79.52кг/с.
б) При відносній вологості навколишнього повітря 65% концентрація водяної пари в повітрі дорівнює
===0,01191 кг/м3.
Масова швидкість випаровування води дорівнює
m=?? * S (-)=0.0094 * 7502 * (0.01832-0.01191)=33,94 кг/с.
що на 42,7% менше швидкості випаровування води при відносній вологості навколишнього повітря 18%.
Частина 2. Вихідні дані
У процесі експлуатації парового котла його сталеві кіпятільниетруби діаметром d1/d2снаружі вкрилися шаром сажі товщиною ?? с, а всередині шаром накипу товщиною ?? н .Температура димових газів, що омивають кіпятільниетруби поперечно - tг, тиск пари в котлі Рн. Визначити температури на кордонах між шарами стінки і тепловий потік на 1 пог. м на 1м2 зовнішньої і внутрішньої поверхні труби. Уявити дані розрахунку у вигляді графічної залежності.
Вихідні дані
Зовнішній діаметр труб d1, м0,180Внутренній діаметр труб d2, м0,162Толщіна накипу, мм1,3Толщіна сажі, мм1,1Температура газів, tг,? С775Температура живильної води tпв,? С79Скорость газів, Wг, м/с12,5Давленіе пара, Рн, МПа1,82Концентрація СО2,% 17,5Концентрація Н2О,% 16,5Концентрація N2,% 64Об'ект випромінювання -ціліндрНакіпь багата сілікатаміМарка сталістой. У12
Постановка задачі теплообміну
Рис.1 Теплопровідність через циліндричну стінку.
У загальному випадку диференціальне рівняння теплопровідності для нескінченного циліндра при відсутності внутрішніх джерел тепла (qv=0) має вигляд:
(1)
При стаціонарному тепловому режимі температури окремих точок тіла постійні, тому й диференціальне рівняння з урахуванням залежності коефіцієнта теплопровідності ?? від температури і радіуса для багатошарової циліндричної стінки має вигляд:
(2)
Граничні умови мають вигляд (див. рис.1):
Кордон димові гази - сажа:
r=rc
(3)
де: ?? с - коефіцієнт теплопровідності сажі; Qконв=?? г (tп - tн) - щільність теплового потоку (конвективна складова) qізл - складова потоку випромінювання димових газів.
Кордон насичений пар - накип:
r=rн
(4)
де: ?? н - коефіцієнт теплопровідності накипу; qконв2=?? конв2 (tп - tн) - щільність теплового потоку (конвективна складова омивання насиченою парою покритої накипом стінки труби).
Кордон накип - метал:
r=r2
(5)
де: ?? м - коефіцієнт теплопровідності металу (сталевої труби).
Кордон метал - сажа:
r=r1
(6)
Потрібно врахувати, що розглядається нелінійна задача, тому ?? =?? (t).
Для визначення кількості тепла, що пройшов через циліндричну поверхню (S) в одиницю часу, скористаємося законом Фур'є:
З іншого боку, після інтегрування рівняння (2) отримаємо:
Постійні інтегрування С1 і С2 визначимо з граничних умов (для металевого шару циліндричної стінки):
при r=r1 t=tr1
при r=r2 t=tr2
Тоді маємо систему рівнянь з двома невідомими:
Рішенням цієї системи буде:
Після підстановки С1 і С2 отримаємо загальний вираз для розподілу температури по товщині циліндричної стінки, що підкоряєтьс...
