Определить площадь поверхности охлаждения батареи, изготовленной из оребренных труб для следующих условий:

– холодопроизводительность Qо=8000 Вт

– параметры воздуха в камере: tк=-10оС φ=90%

– рабочее вещество – промежуточныйхладоноситель

– тип батареи – однородная

– труба – стальная dнЧδтр=38Ч2,25 мм

– ребра круглые: hр=46 мм, δр=1 мм, Sр=35,7 мм

– материал ребра – сталь

– шаг трубы S1=120 мм

– толщина слоя инея δи=5 мм

Геометрические характеристики теплопередающего элемента

Наружная поверхность ребра

Наружная поверхность трубы между двумя соединеными ребрами

Полная наружная поверхность ребристого элемента

Внутренняя поверхность трубы ребристого элемента

Коэффициент оребрения теплообменной поверхности, отнесенный к внутренней поверхности трубы

Коэффициент оребрения, отнесенный к наружной поверхности трубы

Температура промежуточногохолодоносителя

оС

Температура поверхности инея принимается из условия

tпх≤ tн ≤ tк

Принимаем tи=-16,6 оС

Определяющая температура влажного воздуха

оС

10. Теплофизические свойства воздуха при определяющей температуре:

– кинематическая вязкость V=12,3Ч10-6м2/с

– коэффициент теплопроводности λ=2,41Ч10-2 Вт/мЧК

– число Прандля Рr=0,707

11. Определяющий размер со стороны воздуха

Теплообмен со стороны влажного воздуха

12. Приведенный коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности инея

13. Приведенный коэффициент теплоотдачи от воздуха к металлической поверхности теплопередающего элемента

λи =0,2 Вт/мЧК – коэффициент теплопроводности инея

14. Конвективный коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности инея

15. Критерий Нуссельта

16. Критерий Грасгофа

g=9,8 м/с2 – ускорение от свободного падения

βв – коэффициент объемного расширения воздуха

17. Коэффициентвлаговыпадения

dк – влагосодержание воздуха в камере

dк=3,315 г./кг – влагосодержание насыщенного воздуха при tк

dи’’=2,104 г./кг – влагосодержание насыщенного воздуха при tи

r=2836 кДж/кг – теплота фазового перехода

iw=2,09tи=2,09Ч(-16,6)=34,69 кДж/кг

Ср-теплоемкость влажного воздуха

Ср=1,006+1,86dm=1,006+1,86Ч2,709Ч10-3=1,0011

dm=0,5 (dк+dи’’)=0,5 (3,315+2,104)=2,709 г./кг

18. Лучистый коэффициент теплоотдачи

ε1=0,97 – степень черноты инея

ε2=0,88 – степень черноты груза

ψ-общий коэффициент облучения

ψ=ψ1Чψ2=0,5Ч0,75=0,375

Dр/dт=134,5/42,5=3,16 Sр/dт=35,7/42,5=0,84 ψ1=0,5

S1/Dр=180/134,5=1,33 ψ2=0,75

19. Угловой коэффициент теплоотдачи, отнесенный ко всей наружной поверхности ребристого элемента

hy – условная высота ребра. Для круглых ребер

Теплообмен со стороны рабочего тела

20. Коэффициент теплоотдачи со стороны холодоносителяR-12

Определяем критерий Рейнольдса

ω=0,7 м/с – скорости движения фреона в трубах. Теплофизические свойства фреона принимаем его температуре концентрации, соответсвующей температуре его замерзания

tзам=tо – 8=-20 – 8=-28 оС

Свойства хладоагентаVпх=4,6Ч10-6м2/с, λпх=0,525 Вт/мЧК, рr=33.

Критерий Нуссельта

Nu=0,021Re0,8рr0,43εпер=0,021Ч57820,8Ч330,43Ч0,95=91,74

εεпер=0,95 – поправка на переходной режим.

21. Коэффициент теплопередачи батареи, отнесенный к наружной поверхности

Проверка принятой ранее температуры поверхности инея и определения площади наружной поверхности батареи

22. Плотность теплового потока, отнесения к наружной поверхности

23. Принятая разность температур воздуха и поверхности инея

∆t=tк – tи=-10 – (-16,6)=6,6 оС

24. Расчетная разность температур

∆tр=gн/апр»=73,08/6,64=11 oC

25. Погрешность составляет