P1160476

Przykład 30

Wewnątrz rurek poziomego wymiennika ciepła przepływa olej, który ogrzewa się od temperatury 20 *C do temperatury 80 °C. Średnica rurek wymiennika wynosi 25x3 mm. Natężenie przepływu oleju przez pojedynczą rurkę wynosi 1000 kg/li. Średnia temperatura ścianki rurki wynosi 70 °C. Obliczyć współczynnik wnikania ciepła od ścianki oleju.

Dane (i -20 ^#C t₂=80 *C d = 0,019 m m-1000 kg/h t* *70 ’C

Właściwości oleju w temperaturze 60 *C

n-0,37Pa s Cp-l,82 10³J/kgK X-0,168 W/m-K p-8IOkg/m³

Rozwiązanie:

W celu wybrania odpowiedniej korelacji do obliczenia współczynnika wnikania oblicza się liczbę Re:

gili

g

której postać, przy uwzględnieniu prędkości masowej jest następująca:

r_c«_2L1_₌-«ooo^-

a d rt it-0,019 0,37-3600

Re = 40.5 < 2100, czyli przepływ zachodzi w obszarze laminamym, dla którego obowiązuje korelacja Aładiewa, (wzór (4.10)):

Nu - 0,74(Re- Pr)^0,2 (Gr * Pr)^0,1

Do obliczenia wartości liczb kiyterialnych wszystkie właściwości płynu należy odnieść do temperatury średniej (między temperaturą ściany a temperaturą płynu).

Średnia temperatura płynu    t_p - —1®=50 *C

lLliL.5Ll2L.60-c 2 2

Zatem wartości liczb kryterialnych w temperaturze 60 *C wynoszą:

Jjń_₌-4J000-- 503,

n-d-n 3600*0,019 037

Liczba Prandtla i Grashoffa wynoszą odpowiednio:

0168

_Gr=i^el.p._Al

n

_Cr=s9.810,019^ 810^ł^ _{I 22 |cr}3 .(7o_50)=7^68 037²

Podstawiając wartości obliczone do korelacji Aładiewa otrzymano:

Nu -0,74 (5031-4008)P-² (7,868-4008)^ =2359 Współczynnik wnikania ciepła obliczono z zależności:

Nu-A a ■ ■

d

- «    23,99 0,168    '.    2 _r

jego wartość wynosi:    a - —- -—=212.1 w/m -k

Przykład 31

W wężownicy o średnicy zwoju równej 700 ram. zwiniętej z nav o srefeK? 57x3,5 mm, chłodzony jest metanol od 80 *C do 20 *C Obliczyć wgjóteywwl: pm* kania ciepła od cieczy do ścianki, jeśli przez wężownicą przepływa 2 kgte metanolu, a jego właściwości fizykochemiczne w temperaturze 50 °C przejmują    ««K>xi

liczbowe:

p = 765 kg/m¹, c_p = 2^54xl0^J J/(kg K), n - 3.96xl0^JPas, X - a:07 W*m K)

91