Расчет теплоотдачи при естественной конвекции от коллектора,

погруженного в субстрат.

Для подогрева субстрата в анаэробном реакторе применятся отопительные коллекторы, представляющие собой сварную конструкцию из двух вертикальных труб (80 мм) и пяти горизонтальных (50 мм), внутри которых греющий теплоноситель - вода. Коллекторы последовательно соединены по всей длине реактора. Конструкция системы подогрева представлена на рис. 1.

Рис. 1 – Общий вид коллектора.

В процессе теплообмена происходит постепенное охлаждение греющего теплоносителя, в результате чего вода на входе в последний коллектор имеет значительно более низкую температуру в сравнении с температурой в подающей линии. Так как температура субстрата не должна опускаться ниже 38 град. С, необходимо рассчитать количество тепла, передаваемое от коллекторов данной конструкции, при разной температуре теплоносителя. На основе полученных результатов, можно будет сделать вывод - достаточно ли тепла передается коллекторами для восполнения тепловых потерь через ограждающие конструкции, при температуре наружного воздуха - 30 .

       В расчете приняты следующие допущения:

       - Физические свойства субстрата аналогичны свойствам воды;

       - Температура на наружной поверхности коллектора постоянна;

       - Температура субстрата вдали от коллектора постоянна ().

       В данном отчете приводится подробный расчет коллектора при , а также представлены результаты аналогичных расчетов коллектора при , , , .

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Расчет средней температуры в пограничном слое:

Физические свойства воды определяются при средней температуре в пограничном слое :

3,963·10-4

4,118·10-4

4,273·10-4

4,428·10-4

4,738·10-4

0,6436·10-6

0,6178·10-6

0,5921·10-6

0,5663·10-6

0,5248·10-6

63,71·10-2

64,00·10-2

64,34·10-2

64,67·10-2

65,24·10-2

4,2

4,0

3,8

3,6

3,3

Геометрические характеристики коллектора:

– диаметр горизонтальных труб;

– диаметр вертикальных труб;

– длина горизонтальных труб;

– длина вертикальных труб;

– площадь поверхности горизонтальной трубы;

– площадь поверхности вертикальной трубы;

Расчет теплоотдачи от горизонтальной трубы

1.1 Определение числа Грасгофа


1.2 Определение числа Релея


1.3 Определение числа Нуссельта

При  число Нуссельта определяется по формуле:



Расчет коэффициента теплоотдачи

При расчете коэффициента теплоотдачи горизонтальной трубы, определяющим размером является наружный диаметр.


Определение теплового потока


Расчет теплоотдачи от вертикальной трубы

2.1 Расчет вспомогательного коэффициента


2.2 Определение числа Грасгофа


2.3 Определение числа Релея


2.4 Определение числа Нуссельта

При  – течение жидкости турбулентное. Число Нуссельта определяется по формуле:


Расчет коэффициента теплоотдачи

При расчете коэффициента теплоотдачи вертикальной трубы, определяющим размером является длина трубы.

1189,1

Определение теплового потока



Результаты расчета