Расчетная схема системы охлаждения технологической камеры

Расчетная схема  системы охлаждения

технологической камеры.

       Исходные  данные:

       - температура охлаждения воды  t_вх.в=20⁰С;

       - температура внешней стенки камеры  t_с=40⁰С;

       - поток излучения на внутреннюю  поверхность боковой стенки технологической камеры Q_и=500 Вт;

       - размеры технологической камеры:

       D=0,22м; d=0,2м; h=0,4м.

       Значения  коэффициентов С_В,ץ,ν при соответствующих температурах берем из прилож.3. 

       Расчет 

       1. Задаем температуру для воды  выходящей из рубашки охлаждения  технологической камеры t_вых.в=30⁰С. Определяем среднюю температуру воды в рубашке охлаждения по формуле (10):

                                           t_В=

       Из  прилож.3 находим значения коэффициентов  С_В, γ, ν, β для температуры 25⁰С как средние значений для температур 20⁰С и 30⁰С.

       С_В=4178 Дж/(кг·⁰С);

       λ= 0,6 Вт/(м·⁰С);

       γ=996,9 кг/м³;

       ν=0,906·10^-6 м²/с;

       β=2,515·10^-41/⁰С.

       2. Определяем α' по уравнению  (11):

                                           α'= Вт/(м²·⁰С).

       3. Определяем скорость течения  воды в системе охлаждения по уравнению (13):

                  ω= м/с

       4. Определяем значение числа Рейнольдса  по уравнению (14), учитывая, что d_э= 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 Pr₂₅⁰с методом усреднения ближайших табличных значений:

       Pr₄₀⁰с=4,31;

       Pr₂₅⁰с=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/(м²·⁰С).

       9. Определяем расхождение Δ значений  α' и α'' по уравнению (16):

                               Δ=

       т.к. Δ<5% cчитаем значение t_вых.в=30⁰С 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.