Определить: а) средний коэффициент теплоотдачи; б) мощность теплового потока, отводимого трубой при конденсации пара

Определяем режим стекания конденсата:
Z=(g*l3/ν2)1/3*λж*∆t/(r*νж*ρж),
где νж, ρж, λж – свойства конденсата при t = (tn + tc)/2;
tn – температура пара;
tc – температура стенки;
r – теплота конденсации водяного пара при Р = 0,0042 МПа.
При Р = 0,1 МПа: tn = 1000С; r = 2257кДж/кг.
При t = (tn + tc)/2 = (100+80)/2 = 900С для воды:
- коэффициент кинематической вязкости: νж = 0,326*10-6 м2/с;
- коэффициент теплопроводности: λ ж = 68*10-2 Вт/(м·К);
-плотность: ρж = 965,3 кг/м3;
-критерий Прандтля при t = 900C: Prn = 1,95;
-критерий Прандтля при tc = 800C: Prc = 2,21;
Z = [9,81*3,53/(0,326*10-6)2]1/3*68*10-2 *(100 – 80)/(2257*103*0,326*10-6 *965,3)
Z = 2992 > 2300 – режим стекания плёнки конденсата турбулентный .
2.Число Рейнольдса при турбулентном режиме стекания плёнки конденсата:
Re = [89+0,024*(Prn/Prc)0,25*Prn0,5*(Z-2300)]4/3
Re=[89 + 0,024*(1,95/2,21)0,25*1,950,5*(2992 - 2300)]4/3 = 536,5.
3.Коэффициент теплоотдачи:
α = Re* r*νж*ρж/(∆t*h) = 536,5*2257*103*0,326*10-6*965,3/(20*3,5) = 5444 Вт/(м2*К).
4.Мощность теплового потока, отводимого трубой при конденсации пара:
Q = α*(tп - tс)*F = α*(tп - tс)*π*d*l = 5444*(100 – 80)*3,14*0,02*3,5 = 23932 Вт.
5