ТЕПЛОПЕРЕДАЧА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

РАСЧЕТ СНЕГОТАЯЛКИ ДЛЯ ПЛОСКИХ ПОКРЫТИЙ

Снеготаялка шахтного типа, упомянутая в части III, главе 2, мо­жет быть рассчитана теплотехнически следующим образом.

Расчет сводится к определению коэфициента k теплопередачи парового змеевика, причем этот коэфициеит можно _ отождествить с коэфициентом а теплоперехода от поверхности змеевика к снегу ввиду ничтожности термического сопротивления теплопереходу от конденсирующегося пара к стенке змеевика и самой стенки послед­него.

Теплопереход от внешней поверхности стенки змеевика прн всей хаотичности здесь разных процессов происходит главным образом в водную среду, так как при контакте снега с змеевиком в первом моментально образуется водная пленка по трубе, а в тех частях, где нет контакта, трубы обычно покрыты талой водой, стекающей с верхних частей змеевика. Далее, легко видеть, что скорость дви­жения воды по змеевику настолько в общем незначительна, что в среднем может быть приравнена к скорости движения при сво­бодной конвекции. В самом деле, если по некоторым частям змеевика вода стекает довольно быстро, то по большей части, где снег при­жат к трубам, образовавшаяся между ними водяная пленка почти неподвижна, так что в среднем можно предположить здесь скорость свободной конвекции.

Применим для расчета уравнение и кривую, приведенные у Мак­Адамса на стр. 297. Уравнение гласит:

lg Nu =/lg (Gr X Pr), т. е. логарифм критерия Нуссельта ^ есть функция от логарифма произведения пз критерия Грасгофа - ■ и критерия Прандтля

2 теряемая часть поверхности излучения каждой трубы при взаим-

Оы

ном расстоянии 3d.

С рГ,

--- ; эта функция и выражается кривой, если по оси абсцисс отло­жены величины второго логарифма, а по оси ординат — первого.

Вычислим критерии Gr и Рг. В первом положим:

диаметр трубки змеевика d = 0,04 м вес кубометра воды у = 1 000 кг;

коэфициент расширения воды {3 = 0,00018; ускорение силы тяжести в системе мер м/час-, принятой для всего критерия, д — 12,7 - 1 O'7, перепад температур между паром и тающим снегом при паре высокого давления с температурой 120° будет Д^ = 120°, коэфициент вязкости в системе мер кг/час-м будет (прило­жение XIV: г—1,79 в сантипуазах при переходном множителе 3,6): г; = 1,79 ■ 3,6.

В критерии Прандтля примем:

теплоемкость воды при постоянном давлении Ср = 1,0;

коэфициент внутренней теплопроводности воды X —0,5.

Подставив все эти числа в выражение произведения Gry^Pr, полу­чим ~ 23 040 000, а логарифм этого числа есть 7,36. Далее по кривой или соответствующей табличке на стр. 281 (в последнем случае — с помощью интерполяции) получаем lg Na =1,5.

Следовательно: ,

Nu = %=U, 1,

откуда а =176.

Этот коэфициент (как и кривая) соответствует одиночной трубе. Так как в данном случае имеем пучок труб, то коэфициент должен быть уменьшен. Величину этого уменьшения определим приблизительно на основании следующей аналогии. Одиночные отопительные трубы имеют по таблицам Рнтшеля-Грёбера коэфициент теплопередачи А’ =11,0 ккал, а радиаторы (т. е. пучки труб) А ==7,0—8,0; следо­вательно при переходе от одной трубы к пучку коэфициент первой должен быть умножен приблизительно на 0,7. Итак, получаем для змеевика а — 176 • 0,7 = 123.

Этот коэфициент должен быть еще уменьшен ввиду обычного загрязнения поверхности змеевика осадками от растаявшего снега; кроме того около некоторых частей поверхности змеевика образу­ются на короткое время каверны, в которых труба, испарив на себе воду, оказывается окруженной только воздухом, причем коэфициент теплопереходи от нее падает до нескольких десятков килокалорий.

По всем этим соображениям целесообразно исходить в дальнейшем расчете змеевика из коэфициента а=100. Самый этот дальнейший расчет вполне элементарен и общеизвестен.