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:

м³/с,

или V= 43,17 л/час.