Pr 2=С 2 *? 2 /? 2=2415,755 * 3,68 * 10 - 4/0,191=4,65.
Тоді твір критеріїв Грасгофа і Прандтля дорівнюватиме:
* Pr=36073559,8.
. 2.11 Визначення критерію Нуссельта і коефіцієнта тепловіддачі бінарної суміші
Так як отримане значення більше 8 * 10 таблиця 4.4 [1], с.155, приймаємо для розрахунку критерію Нуссельта наступну формулу 4.27 для горизонтально розташованого теплообмінника:
Nu2=0,022 * Re0,8 * Pr0,4 * (? 2 /? Cт2) n,
де? Cт2 - в'язкість суміші при tст2=75 0С, Па * с, [1], таблиця IX, с.516)
? ст2=0,3345 * 10-3 Па * с.
- показник ступеня: для нагрівання n=0,14; для охолодження n=0,25.
Nu 2=0,022 * Re 2 0,8 * Pr 2 0,4 * (? 2 /? Cт2) 0.14=
=0,022 * 13239 0,8 * 4,65 0,4 * (3,68 * 10 - 4/3,285 * 10 - 4) 0,14=22,6.
Тоді коефіцієнт тепловіддачі від стінки до метанолу:
? 2=Nu 2 *? 2/d 2=22,6 * 0,191/2,1 * 10 - 2=205,55 Вт/м 2 * К.
1.2.12 Визначення критерію Нуссельта, Прандтля і коефіцієнта тепловіддачі водяної пари
У міжтрубномупросторі водяна пара рухається турбулентно. Для обчислення критерію Нуссельта, згідно з даними таблиці 4.1 [3], с.151 потрібно скористатися для обтікання гладких труб однієї з формул 4.29 - 4.35 [3], с.156.
Приймемо, що пучки труб розташовані в коридорному порядку, тоді розрахунок можна вести за формулою 4.31 [3]:
Nu 1=0,4 *? ? * Re 1 0,6 * Pr 1 0,36 * (Pr 1/Pr Cт1) 0,25,
де? ?- Коефіцієнт, що враховує вплив кута атаки пучка труб водяними парами.
? ? визначається за таблицею 4.5 [1], с.157. Приймемо кут атаки? =70? , Тоді? ? =0,98.
Як відомо, при русі газів пристінний шар практично не впливає на теплообмін, і Прандтль залежить тільки від атомності газу, тому Pr 1/Pr Cт1=1,
Коефіцієнт Прандтля для водяної пари розраховується за формулою:
1=С 1 *? 1 /? 1,
де - коефіцієнт теплопровідності водяної пари газів при t1=167? C і Р=0,755 МПа, Вт/м * К [4], таблиця II-VI, с.193;- Динамічна в'язкість водяної пари при t1=167? C і Р=0,755 МПа, Вт/м * К [4], таблиця II-V, с.179;- Істинна ізобарна теплоємність водяної пари при t1=167? C і Р=0,755 МПа, Вт/м * К [4], таблиця II-IV, с.171.
Точне табличне значення відсутній для даного тиску, тому зробимо розрахунок, виходячи з найближчих табличних значень:
Довідкові дані запишемо у вигляді таблиці:
Таблиця 1.2 - Довідкові дані для знаходження коефіцієнта Прандтля для водяної пари
,,
У такому випадку критерій Прандтля складе:
1=С 1 *? 1 /? 1=2450 * 1,474 * 10 - 5/0,0343=1,05
Тоді критерій Нуссельта для димових газів:
Nu 1=0,4 *? ? * Re 1 0,6 * Pr 1 0,36=0,4 * 0,98 * 12943,4 0,6 * 1,05 0,36=117.
Тоді коефіцієнт тепловіддачі від водяної пари до стінки:
? 1=Nu 1 *? 1/d 1=117 * 0,0343/2,5 * 10 - 2=160,5 Вт/м 2 * К.
1.2.13 Визначення коефіцієнта теплопередачі
Коефіцієнт теплопередачі можна розрахувати за допомогою рівняння адитивності термічних опорів на шляху теплового потоку:
де? r ст - сумарний опір стінки разом з відкладеннями, м 2 * К/Вт
Сумарне сопротівеніе знаходиться за формулою:
де r з1 - опір забруднень з боку водяної пари, Вт/м 2 * К, таблиця XXXI [4], с.531; з2 - опір забруднень з боку бінарної суміші, Вт/м 2 * К, таблиця XXXI [3], с.531;
?- Товщина стінки труби, м;
? ст - коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки, Вт/м * К, таблиця XXVIII [3], с.529.
Запишемо вищезгадані дані у вигляді таблиці:
Таблиця 1.2 - Довідкові дані для обчислення коефіцієнта теплопередачі.
НаіменованіеЧіслоРазмерность580058000,00246,5
Тоді:
Підставивши вишеполученние дані, коефіцієнт теплопередачі дорівнює:
. 2.14 Визначення густини теплового потоку і температури стінки
Щільність теплового потоку через стінку складе:
q=К *? t ср=87,1 * 129=11235 Вт/м 2.
Визначимо температуру стінки 2: ...
