Середня дійсна швидкість гарячого теплоносія, м/с

1.2.3 Середня дійсна швидкість гарячого теплоносія, м/с

W1=w1*(T1/273,15)=2,5*(1187,09/273,15)=10,86

1.2.4 Середня дійсна швидкість холодного теплоносія, м/с

W2=w2*(T2/273,15)=6,0*(480,65/273,15)=10,557

При t1=913,94 ^оС визначимо значення решти фізичних параметрів гарячого теплоносія, використовуючи дод. 6:

а) коефіцієнт кінематичної в’язкості

t=900 ^оС→νж=152,5*10^-6

t=1000 →νж=174,3*10^-6

ν1ж=152,5+((174,3-152,5)/(1000-900))*( 913,94-900)=155,54*10^-6

б) коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м·К)

t=900 ^оС→λж=10*10^-2

t=1000 ^оС → λж =10,90*10^-2

λж1=10+((10,90-10)/100)*13,94=10,125*10^-2

в) число Прандтля

t=900 ^оС→Prж=0,59

t=1000 ^оС → Prж=0,58

Prж1=0,59+((0,58-0,59)/100))13,94=0,588

Для холодного теплоносія при t2= 207,5 ^оС, використовуючи дод.7:

а) коефіцієнт кінематичної в’язкості, м²/с

t=200 ^оС → νж=34,85*10^-6

t=250 ^оС → νж=40,61*10^-6

νж2=34,85+((40,61-34,85)/50)*7,5=30,11*10^-6

б) коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м·К)

t=200 ^оС →λж=3,93*10^-2

t=250^оС →λж=4,27*10^-2

λж2=3,93+((4,27-3,93)/50*7,5)=3,981

в) число Прандтля

t=200 ^оС →Prж=0,680

t=250^оС →Prж=0,677

Prж2=0,680+((0,677-0,680)/50)*7,5)=0,6796

1.2.5 Число Рейнольда для потоку гарячого теплоносія

Формула прийме вигляд

Reж1=W1*dвн/ ν1ж=10,86*0,02/155,54*10^-6=1396,4,

оскільки гарячий теплоносій рухається всередині труб.

1.2.6 Число Грасгофа для гарячого теплоносія

=1187,09-626,37=560,72

tст=1/2*(t1+t2)=1/2*(913,94-207,5)=353,22 ^оС

Tст= tст+273,15=353,22+273,15=626,37 ^оС

Коефіцієнт об'ємного розширення для газових середовищ, 1/К розраховується

β=1/T1=1/1187,09=0,00084

Grж1=(g* dвн^3)/ ν1ж^2*(β*∆t)=((9,81*0,02^3)/ (155,54*10^-6)^2)*( 0,00084*560,72)=1527,92

1.2.7 Розраховуємо Nu_ж1.

За початковими даними димові гази рухаються в між трубному просторі всередині труб, тому використовується рівняння (2.15).

ОскількиRe _ж1= 1396,4 знаходиться в межах Re_ж<2320, то це ламінарний режим тому

для шахових пучків труб С=0,41; n=0,60; m=0,1

.

Значення Pr_стдля газів мало відрізняється відPr_ж1, тому можна вважати, що .

Nu _ж1= 0,41*1396,4^0,60*0,588^0,36*1=26,11

1.2.8 За числом Nu_ж1 знаходимо конвективний коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м²К)

α1к= Nu _ж1* λж1/ dвн=26,11*10,125*10^-2/0,02=132,18

1.2.9 Визначаємо число Рейнольдса Re_ж2 для холодного теплоносія:

Re_ж2 = W2*dзов/ νж2=10,557*0,024/30,11*10^-6=8414,7

1.2.10 Визначення Nu_ж2.

Оскільки холодний теплоносій рухається зовні труб, то для визначення Nu_ж2 теж використовується рівняння (2.15).

Визначальною температурою є t₂, а визначальним розміром з_в.

Оскільки Re_ж2=8414,7 знаходиться в межах 2320<Rе_ж2<10000, то це перехідний процес і

- для шахових пучків труб С=0,41; n=0,60 m=0  .

Значення Pr_ст для газів мало відрізняється відPr_ж2, тому можна вважати, що .

Тоді одержуємо

=0,41*8414,7^0,60*1*0,6796^0,43*1=78,65

За числом  знаходимо конвективний коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м²К)

α2=* λж2/ dзов=78,65*3,981*10^-2/0,024=130,46

1.3 Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі випромінюванням від гарячого теплоносія до стінки труби

1.3.1 Визначаємо пропорційний тиск випромінюючих газів, Па

Pco2=P*rco2=1,06*10^5*0,13=13780

PH2o=P*rH2o=1,06*10^5*0,18=19080

1.3.2 Знаходимо ефективну товщину газового шару, м і оскільки гарячий теплоносій рухається зовні труб, то

Lеф=0,9* dвн=0,9*0,02=0,018

1.3.3 Далі обчислюємо добуток парціального тиску випромінюючих газів на ефективну товщину газового шару, Па·м

Pco2* Lеф=13780*0,018=248,04

PH2o* Lеф=19080*0,018=343,44

Залежно від , ,  визначаємо ступінь чорноти цих газів з дод.9 і дод.10

εco2=0,14

εH2o=0,2

β=1,11

Далі маємо:

εH2o= εH2o* β=0,2*1,11=0,222

Повний ступінь чорноти системи гарячого теплоносія знаходимо з формули

εгаз= εco2* εH2o=0,14*0,222=0,0311

Приведений ступінь чорноти системи обчислюємо за формулою

εприв=1/((1/ εгаз)+(1/ εст)-1)=1/(32,15+1,22-1)=0,03089

1.3.4 Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням

α1в= (εприв*Co*((T1/100)^4-

(Tст/100)^4)))/T1/Tст=(0,03089*5,67*(198857,95-1539,30))/560,72=61,63

1.3.5 Сумарний коефіцієнт тепловіддачі від гарячого теплоносія до стінки труби, Вт/(м²К)

α1= α1в+α1к=61,63+132,18=193,80

1.3.6 Температуру тонких циліндрових стінок (dз/вн=0,024/0,02=1,2<2) визначають за наступними формулами

 ,

 ,

1.3.7 Площа поверхні труб

F1=3,14*dз*l=3,14*0,024*1=0,075м²,

F2=3,14*d в *l=0,063м²,

Fср=3,14*( dз ₊ d в )/2=3,14*0,022=0,069м²,

δ=( dз ₊ d в )/2=0,022м.