3.3. Тепловіддача при конденсації

На рис. 14 показаний конденсатор, в якому відбувається конденсація фреону-12. Основні характеристики конденсатора наступні.

Поверхня охолодження =9,3 м²

Кількість секцій n_c =5

Кількість труб у секції n_ТР^С =15

Розташування труб шахове

Діаметр труб 12 × 1 мм

Крок труб по горизонталі і вертикалі 26 мм

Крок ребер b_к =3,4 мм

Товщина ребер δ = 0,5 мм

Кількість ребер 144

Висота ребер h_к =8,25 мм

Рис. 14. Конденсатор

1 – паровий колектор; 2 – повітряний колектор; 3 – рідинний колектор

Труби мідні, ребра сталеві, контакт ребер із трубами забезпечується протяганням через труби кульки діаметром 10,6 мм. Таким чином, внутрішній діаметр труб d^к_вн =10,6 мм, для простоти, будемо вважати, що зовнішній діаметр d^к_нар =12,6 мм.

Поверхня теплопередачі F^к_ср =1,55 м²

Коефіцієнт оребрення К^к_ор = 6

Пари фреону надходять через паровий колектор 1 паралельно в усі п'ять секцій, а конденсат збирається в рідинному колекторі 3 і стікає в ресивер.

Прохідний перетин по фреону f_вн^к =4,4*10^-4 м²

Прохідний перетин по повітрю

(вузький перетин трубного пучка) f_уз^к = 0,0855 м²

3.4. Розрахунок тепловіддачі з боку фреону

Попередньо виконані розрахунки показали, що в трубі d^к_вн =10,6 мм, розташованої в конденсаторі у вигляді змійовика з 17 ходами (рис. 14), відбувається плівкова конденсація пару фреону при ламінарному русі плівки. При повній конденсації пару коефіцієнт тепловіддачі можна порахувати по формулі [3]:

, Вт/( м² К ),

де t_к – температура конденсації фреону-12 (°С), табл.21 (студент вибирає варіант згідно двох останніх цифр залікової книжки ;

t_срк – середня температура стінки конденсатора згідно досліду рис.12;14, табл.20 , °С;

,°С;

d^к_ВН = 0,0106 м - внутрішній діаметр труби конденсатора;

r – схована теплота пароутворення фреону-12, визначається при t_к за графіком r = (t_к) на рис. 10, Дж/кг;

ν^′ – коефіцієнт кінематичної в'язкості рідини (м/с),знаходиться при t_к по рис. 10;

ρ^′ – щільність рідкого фреону (кг/м³), знаходиться як ρ^′ = 1/ ′, де ′ – питомий обсяг рідини по табл.21;

Re_н – число Рейнольдса, знаходиться по рівнянню подоби:

Тут Pr_Н^′, Pr_СК′ – числа Прандтля для рідкого фреону-12, які знаходиться по рис. 11 відповідно при t_к й t_ск;

z – число подоби:

,

де g = 9,81 м/с² – прискорення вільного падіння;

′, " – питомі обсяги рідини й пари (м³/кг), знаходиться по табл.22;

λ′ – коефіцієнт теплопровідності рідини (Вт/(м К)), визначається при t_к по (рис. 11).