习题与作业5-6 (2)

（2）要使凝结水量的差别最大，小管径系统应如何布置（不考虑容积因素） （3）上述结论与蒸汽压力、铜管壁温是否相关（保证两种布置的其它条件 相同）

1h1d2110解：由公式（6-4）知，，其它条件相同时?()4?()4?1.778

h2d1又Q=hAΔt，AΔt 相同，所以

（1）小管径系统的凝结水量最多可达大管径情形的1.778 倍。

（2）要达到最大的凝结水量，小管径系统应布置成每一根管子的凝结水量不落到其它管子上。

（3）上述结论与蒸汽压力、铜管壁温无关。

6-28 一直径为3.5mm、长100mm的机械抛光的薄壁不锈钢管，被置于压力为1.013×105Pa 的水容器中，水温已接近饱和温度。对该不锈钢管两端通电以作为加热表面。试计算当加热功率为1.9w 和100w 时，水与钢管表面间的表面传热系数。

解：当Q=1.9w 时，

，这样低的热流密

度仍处于自然对流换热阶段。设Δ t=0.6 ℃ ， 则tm=100.8 ℃ ， 物性值λ

-6-4

=0.6832w/m·℃，υ=0.293×10m2/s，Pr=1.743，β=7.54×10,

根据表（5-12）Nu=0.53(GrPr)

1/4

α=0.53×0.6832Δt（10292）/0.0035=1042 w/ m2·℃ q=αΔt=1042×16=1667w/m2,与1728 差3.5%，

在自然对流工况下， Δt ∝ (q)0.8 ，在物性基本不变时，

0.8

正确的温度值可按下列估算得到，Δt=1.6×（1728/1667）=1.647℃，而

α ∝ (Δt) ，所以α=1042×（1.647/1.6当Q=100w 时，

）0.25

1/4

=1050 w/ m·℃

2

，这时已进入核态沸腾区，采用式（6-17）

得：

-3-40.33

得1.0684×10Δt=2.17×10q， 0.67-3-42

即q×1.0684×10=2.17×10×（q/Δt），所以α=10338 w/ m·℃

6-40 平均温度为15℃、流速为1.5m/s 的冷却水，流经外径为32mm、内径为28mm的水平放置的铜管。饱和压力为0.0424×105Pa 的水蒸气在铜管外凝结，管长1.5m。试计算每小时的凝结水量（铜管的热阻不考虑）。

解：本题中需要假设壁温tw，正确的壁温值应使管内和管外的对流换热量相等。 管内对流换热系数按式（5-54）计算。15℃时水的物性为：λ=0.587w/m·℃，υ=1.156×10-6m2/s，Pr=8.27，Re=ud/υ=1.5×0.028/(1.156×10-6)=36332，

管外凝结按式（6-4）计算。

3

设tw=25.5℃，tm=(25.2+30)/2=27.75℃，r=2430.9×10，ρl=996.3，μl=847.1×10-6，λ=0.614w/m·℃，

Qin=αinAiΔtI=4994×3.1416×0.028×1.5×(25.5-15)=6919w Qo=αoAoΔto=10552×3.1416×0.032×1.5×(30-25.5)=7160w Qin 与Qo 之差大于3%。

改设tw=25.6℃，则物性变化很小，

于是Qo=αoAoΔto=10552×3.1416×0.032×1.5×(30-25.6)=7001w， Qin=αinAiΔtI=4994×3.1416×0.028×1.5×(25.6-15)=6982w， Qin 与Qo 之差已小于2%。 取Q=(6982+7001)/2=6992w，

冷凝水量G=6992/(2430.9×103)=2.877×103kg/s=10.36kg/h

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新资格考试认证习题与作业5-6 (2)全文阅读和word下载服务。