Расчетная схема системы охлаждения
технологической камеры.
Исходные данные:
- температура охлаждения воды tвх.в
=200
С;
- температура внешней стенки камеры tс
=400
С;
- поток излучения на внутреннюю поверхность боковой стенки технологической камеры Qи
=500 Вт;
- размеры технологической камеры:
D=0,22м; d=0,2м; h=0,4м.
Значения коэффициентов СВ
,ץ,ν при соответствующих температурах берем из прилож.3.
Расчет
1. Задаем температуру для воды выходящей из рубашки охлаждения технологической камеры tвых.в
=300
С. Определяем среднюю температуру воды в рубашке охлаждения по формуле (10):
tВ
=
Из прилож.3 находим значения коэффициентов СВ,
γ, ν, β для температуры 250
С как средние значений для температур 200
С и 300
С.
СВ
=4178 Дж/(кг·0
С);
λ= 0,6 Вт/(м·0
С);
γ=996,9 кг/м3
;
ν=0,906·10-6
м2
/с;
β=2,515·10-4
1/0
С.
2. Определяем α' по
α'=Вт/(м2
·0
С).
3. Определяем скорость течения воды в системе охлаждения по уравнению (13):
ω=м/с
4. Определяем значение числа Рейнольдса по уравнению (14), учитывая, что dэ
= 0,22 - 0,2 = 0,02 м:
Re=
т.е. режим течения охлаждающей воды ламинарный.
5. Определяем значения чисел Pr для соответствующих температур из прилож.3, определяем Pr25
0
с методом усреднения ближайших табличных значений:
Pr40
0
с=4,31;
Pr25
0
с=6,22.
6.Определяем значение числа Gr по уравнению (п.2) прилож.1:
Gr=2,515·10-4
·9,81
7. Определяем значение числа Nu по уравнению (п.6) прилож.1:
8. Определяем значение коэффициента теплоотдачи α'' по уравнению (15):
α'' =Вт/(м2
·0
С).
9. Определяем расхождение Δ значений α' и α'' по уравнению (16):
Δ=
т.к. Δ<5% cчитаем значение tвых.в
=300
С окончательным.
10. Определяем необходимый расход воды по уравнению (17) для работы в стационарном режиме рассматриваемой системы охлаждения:
V=м3
/с,
или V= 43,17 л/час.