Поверхности горизонтальной

3-11. Исследование тепловых потерь с поверхности горизонтальных паропроводов в условиях естественной конвекции проводилось на лабораторной установке, где измерения производились на горизонтальной трубе диаметром d=30 мм.

гДе [(м] — максимально допускаемая температура нагрева масла. При нижнем расположении червяка [/м] = 95°С, при верхнем-—[?м] = 75° С. Если при расчете получили tM>[tM], то необходимо увеличить поверхность охлаждения А, применяя охлаждающие ребра (в расчете учитывается полная поверхность вертикальных ребер и только 50% поверхности горизонтальных), или применить искусственное охлаждение, которое осуществляется следующими способами: 1) обдувают корпус воздухом с помощью вентилятора, насаженного на вал червяка (рис. 11.10, а). При этом fC, повышается до 20...28 Вт/(м2-°С); 2) охлаждают масло водой, проходящей через змеевик (рис. 11.10, б). В этом случае Кг повышается до 90... 200 Вт/(м2 • °С) при скорости воды в трубе до 1 м/с; 3) применяют циркуляционные системы смазки со специальными холодильниками (рис. 11.10, в). В первых двух случаях, а также при естественном охлаждении смазка осуществляется путем погружения червяка или колеса в масло. Во избежание больших потерь на разбрызгивание и размешивание масла, а также для того, чтобы масло не вспенивалось (при этом снижаются смазочные свойства), глубина погружения колеса в масло не должна превышать высоты зуба, а глубина погружения червяка — не более высоты витка (рис. П.Ю.я, б).

зависят от рода жидкости, размеров теплоотводящей поверхности [Л. 148], давления, ускорения поля сил тяготения, шероховатости поверхности и ряда иных факторов. Для воды при атмосферном давлении значения на поверхности горизонтальных труб и цилиндров составляют (2-v-5)104 Вт/м2. В зависимости от диаметра d труб величина q^z изменяется по закону <7кр2 оой1/4.

При кипении насыщенной жидкости в большом объеме на поверхности горизонтальных труб в условиях электрообогрева существует средняя по поверхности нагрева тепловая нагрузка, при которой могут устойчиво сосуществовать пленочный режим кипения на одной части поверхности и пузырьковый на другой ее части Эта тепловая нагрузка .названа [Л. 148] равновесной (<7равн). Если, после установления равновесной нагрузки несколько увеличить поток теплоты, то граница раздела режимов кипения начнет перемещаться в сторону области с пленочным кипением. Через некоторое время на всей поверхности устанавливается пленочный режим кипения. При некотором снижении потока теплоты по сравнению с его равновесным значением произойдет обратный процесс и на всей поверхности установится пузырьковый режим кипения. .

Интенсивность конвективного теплообмена при пленочном кипении определяется термическим сопротивлением паровой пленки. Характер движения пара в пленке и ее толщина зависят от размеров и формы поверхности нагрева и ее расположения в поле тяжести, а также от условий движения жидкости. Так, при пленочном кипении на поверхности горизонтальных труб в условиях свободного движения (в большом объеме) пар движется вдоль периметра трубы к верхней образующей и по мере накопления периодически удаляется в форме отрывающихся пузырей. Паровая пленка имеет толщину, измеряемую долями миллиметра, а движение пара в ней носит ламинарный характер. Средние

Интенсивность конвективного теплообмена при пленочном кипении определяется термическим сопротивлением паровой пленки. Характер движения пара в пленке и ее толщина зависят от размеров и формы поверхности нагрева и ее расположения в поле тяжести, а также от условий движения жидкости. Так, при пленочном кипении на поверхности горизонтальных труб в условиях свободного движения (в большом объеме) пар движется вдоль перимегра.трубы к верхней образующей и по мере накопления периодически удаляется в форме отрывающихся пузырей. Паровая пленка имеет

Рис. 4-18. Теплоотдача при пленочном кипении на поверхности горизонтальных труб. Величина арасч определяется по формуле (4-13). Опытные данные [103].

При этом следует вводить в расчёт также поверхности горизонтальных ходов литниковой системы.

При расчёте конденсации на внешней поверхности горизонтальных труб в формулы вместо высоты Н следует подставлять величину гк da (в м), где z — число расположенных друг под другом труб наружным диаметром du(u м), последовательно омываемых свободно стекающей плёнкой конденсата. Тепловая нагрузка qE относится к 1 пог. м длины ряда:

в большом объеме вблизи поверхности горизонтальных и вертикальных плит и цилиндров

2. Пленочная конденсация водяного пара на наружной поверхности горизонтальных труб [57]

8-4. На наружной поверхности горизонтальной трубы диаметром d = 20 мм и длиной / = 2 м конденсируется сухой насыщенный водяной пар при давлении р=Ы05 Па. Температура поверхности трубы ^•=•-94,5° С.

8-6. Определить количество сухого насыщенного водяного пара О, кг/ч, которое конденсируется на поверхности горизонтальной трубы диаметром d=16 мм и длиной /=1,5 м, если давление пара р — = 1,2 МПа, а температура поверхности трубы ?С = 180°С.

8-7. Как изменится коэффициент теплоотдачи при конденсации сухого насыщенного водяного пара на поверхности горизонтальной трубы, если давление пара возрастет от 0,04-Ю5 до 4-Ю5 Па, а температурный напор ht = ts—tz останется без изменения?

8-8. Как изменятся коэффициент теплоотдачи и количество сухого насыщенного водяного пара, конденсирующегося в единицу времени на поверхности горизонтальной трубы, если диаметр трубы увеличить в 4 раза, а давление пара, температурный напор и длину трубы сохранить без изменений?

8-9. Какую температуру стенки tc необходимо обеспечить, чтобы при пленочной конденсации сухого насыщенного водяного пара на поверхности горизонтальной трубы диаметром d=16 мм и длиной /=2,4 м конденсировалось 0 = 6,5- 10~3 кг/с пара. Давление пара р = 5-105 Па.

8-10. Какой температурный напор At=ta — ta необходимо обеспечить, чтобы при пленочной конденсации сухого насыщенного водяного пара на поверхности горизонтальной трубы диаметром d= = 34 мм плотность теплового потока была <7 = 5,8- 101 Вт/м2. Давление пара р=1- 105 Па.

8-11. На поверхности горизонтальной латунной трубки диаметром da/di = 20/18 мм конденсируется сухой насыщенный водяной пар с давлением р=2,4-105 Па. Внутри трубки протекает охлаждающая вода. Расход и средняя температура воды равны соответственно: 0, = 400кг/ч; <Ж1=40°С.

8-12. Определить значение коэффициента теплоотдачи «2, Вт/(м2-°С) от конденсирующегося водяного пара к наружной поверхности горизонтальной латунной трубки диаметром d2/di= 18/16 мм, температуры наружной и внутренней поверхностей стенки трубки tcz и /el и количество пара С2, кг/(м-ч), конденсирующегося на наружной поверхности трубки.

Содержание работы. Определение коэффициентов теплоотдачи на поверхности горизонтальной трубы в условиях естественной конвекции и обобщение результатов опыта.

Обработка результатов опыта. 1. Определить значение коэффициента теплоотдачи а[Вт/(м2-К)] при пузырьковом кипении воды на поверхности горизонтальной трубки по формуле

Рис. 4-11. Теплообмен при развитом пузырьковом кипении воды на поверхности горизонтальной серебряной трубы D=5 мм.