На поверхности горизонтальной трубы с наружным диаметром d2 и толщиной стенки δ конденсируется сухой насыщенный пар с давлением р

Определим значения двух тепловых потоков, отнесенных к 1 м трубки, от внутренней поверхности трубки к воде (ql1, Вт/м) – проходящего через стенку трубки (qlс, Вт/м) и передаваемого от конденсирующего пара к поверхности трубки (ql2, Вт/м) – в зависимости от соответствующих температурных напоров Δt1=(tс1 - tж1), Δtс=(tс2 - tс1) и Δtс2=(tв - tс2).
Для определения ql1=f1(Δt1) зададимся тремя значениями Δt1: 60, 70, 80ºС. Тогда tс1= Δt1+ tж1, соответственно 110, 120, 130 ºС.
При температуре охлаждающей воды tж1=50ºС μж1=549,4∙10-6Па∙с, λв=0,648 Вт/(м·ºС), Prв=3,54, (определяется по табл. 11 [4] стр.264), число Рейнольдса
Reж1=4G1πd1μж1=4∙350π∙0,018∙3600∙549,4∙10-6=1,25∙104,
Режим течения охлаждающей воды турбулентный. Коэффициент теплоотдачи определяем по формуле:
Nuж1=0,021∙Reж10.8Prж10.43Prж1Prс0.25= =0,021∙1,25∙1040,8∙3,540,43∙Prж1Prс0.25=68,52∙Prж1Prс0.25
Отсюда при tс1= 110 ºС (Prc1=1,6, определяется по табл . 11 [4] стр.264) находим:
Nuж1=68,52∙3,541,60.25=83,567
Откуда коэффициент теплоотдачи
α1=Nuж1·λж1/d1=83,567∙0,648/0,018=3008 Вт/(м2К)
тепловой поток
ql1 = α1∙Δt1 π∙d1 =3008∙60∙π·0,018=10206 Вт/м
При tс1= 120 ºС получим соответственно:
Nuж1=68,52∙3,541,470.25=85,357
Откуда коэффициент теплоотдачи
α1=Nuж1·λж1/d1=85,357∙0,648/0,018=3072 Вт/(м2К)
тепловой поток
ql1 = α1∙Δt1 π∙d1 =3072,9∙70∙π·0,018=12163,6 Вт/м
При tс1= 130 ºС получим соответственно:
Nuж1=68,52∙3,541,360.25=87,03
Откуда коэффициент теплоотдачи
α1=Nuж1·λж1/d1=87,03∙0,648/0,018=3133 Вт/(м2К)
тепловой поток
ql1 = α1∙Δt1 π∙d1 =3133∙80∙π·0,018=14174 Вт/м
Соответствующая зависимость показана на графике рис.4.
Так как коэффициент теплопроводности алюминия λс=206 Вт/(м·ºС) можно в условиях данной задачи принять не зависящим от температуры, то функция qlc=f(Δtc) будет линейной:
qlc=(tc-tc1)2πλ2,3lgd2d1
При Δtс=(tс2 - tс1) = 2 ºС
qlc=22π2062,3lg2218=12914 Вт/м
Соответствующая зависимость показана на графике рис