Flux de chaleur maximal dans le processus d'évaporation Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul
Formule utilisée
Flux de chaleur maximal = (pi/24)*La chaleur latente de vaporisation*Densité de vapeur*(Tension interfaciale*([g]/Densité de vapeur^2)*(Densité du fluide dans le transfert de chaleur-Densité de vapeur))^(1/4)*((Densité du fluide dans le transfert de chaleur+Densité de vapeur)/(Densité du fluide dans le transfert de chaleur))^(1/2)
qmax = (pi/24)*λ*ρVapor*(σ*([g]/ρVapor^2)*(ρf-ρVapor))^(1/4)*((ρf+ρVapor)/(ρf))^(1/2)
Cette formule utilise 2 Constantes, 5 Variables
Constantes utilisées
[g] - Accélération gravitationnelle sur Terre Valeur prise comme 9.80665
pi - Constante d'Archimède Valeur prise comme 3.14159265358979323846264338327950288
Variables utilisées
Flux de chaleur maximal - (Mesuré en Watt par mètre carré) - Le flux thermique maximal fait référence au taux de transfert de chaleur par unité de surface le plus élevé pouvant être atteint dans un système ou une situation particulière.
La chaleur latente de vaporisation - (Mesuré en Joule par Kilogramme) - La chaleur latente de vaporisation est une propriété thermodynamique qui décrit la quantité d'énergie nécessaire pour faire passer une substance de sa phase liquide à sa phase gazeuse.
Densité de vapeur - (Mesuré en Kilogramme par mètre cube) - La densité de vapeur est définie comme le rapport entre la masse et le volume de vapeur à une température particulière.
Tension interfaciale - (Mesuré en Newton par mètre) - La tension interfaciale, également connue sous le nom de tension superficielle, est une propriété de l'interface entre deux substances non miscibles, comme un liquide et un gaz ou deux liquides différents.
Densité du fluide dans le transfert de chaleur - (Mesuré en Kilogramme par mètre cube) - La densité du fluide dans le transfert de chaleur est définie comme le rapport entre la masse d'un fluide donné et le volume qu'il occupe.
ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base
La chaleur latente de vaporisation: 200001 Joule par Kilogramme --> 200001 Joule par Kilogramme Aucune conversion requise
Densité de vapeur: 1.71 Kilogramme par mètre cube --> 1.71 Kilogramme par mètre cube Aucune conversion requise
Tension interfaciale: 0.0728 Newton par mètre --> 0.0728 Newton par mètre Aucune conversion requise
Densité du fluide dans le transfert de chaleur: 995 Kilogramme par mètre cube --> 995 Kilogramme par mètre cube Aucune conversion requise
ÉTAPE 2: Évaluer la formule
Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule
qmax = (pi/24)*λ*ρVapor*(σ*([g]/ρVapor^2)*(ρfVapor))^(1/4)*((ρfVapor)/(ρf))^(1/2) --> (pi/24)*200001*1.71*(0.0728*([g]/1.71^2)*(995-1.71))^(1/4)*((995+1.71)/(995))^(1/2)
Évaluer ... ...
qmax = 176816.89108671
ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie
176816.89108671 Watt par mètre carré --> Aucune conversion requise
RÉPONSE FINALE
176816.89108671 176816.9 Watt par mètre carré <-- Flux de chaleur maximal
(Calcul effectué en 00.004 secondes)

Crédits

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Créé par Rishi Vadodaria
Institut national de technologie de Malvia (MNIT JAIPUR), JAIPUR
Rishi Vadodaria a créé cette calculatrice et 200+ autres calculatrices!
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Vérifié par Prerana Bakli
Université d'Hawaï à Mānoa (UH Manoa), Hawaï, États-Unis
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19 Coefficient de transfert de chaleur dans les échangeurs de chaleur Calculatrices

Coefficient de transfert de chaleur pour la condensation à l'extérieur des tubes horizontaux
​ Aller Coefficient de condensation moyen = 0.95*Conductivité thermique dans l'échangeur de chaleur*((Densité du fluide dans le transfert de chaleur*(Densité du fluide dans le transfert de chaleur-Densité de vapeur)*([g]/Viscosité du fluide à température moyenne)*(Nombre de tubes dans l'échangeur de chaleur*Longueur du tube dans l'échangeur de chaleur/Débit massique dans l'échangeur de chaleur))^(1/3))*(Nombre de tubes dans la rangée verticale de l'échangeur^(-1/6))
Coefficient de transfert de chaleur pour la condensation à l'intérieur des tubes verticaux
​ Aller Coefficient de condensation moyen = 0.926*Conductivité thermique dans l'échangeur de chaleur*((Densité du fluide dans le transfert de chaleur/Viscosité du fluide à température moyenne)*(Densité du fluide dans le transfert de chaleur-Densité de vapeur)*[g]*(pi*Diamètre intérieur du tuyau dans l'échangeur*Nombre de tubes dans l'échangeur de chaleur/Débit massique dans l'échangeur de chaleur))^(1/3)
Coefficient de transfert de chaleur pour la condensation à l'extérieur des tubes verticaux
​ Aller Coefficient de condensation moyen = 0.926*Conductivité thermique dans l'échangeur de chaleur*((Densité du fluide dans le transfert de chaleur/Viscosité du fluide à température moyenne)*(Densité du fluide dans le transfert de chaleur-Densité de vapeur)*[g]*(pi*Diamètre extérieur du tuyau*Nombre de tubes dans l'échangeur de chaleur/Débit massique dans l'échangeur de chaleur))^(1/3)
Flux de chaleur maximal dans le processus d'évaporation
​ Aller Flux de chaleur maximal = (pi/24)*La chaleur latente de vaporisation*Densité de vapeur*(Tension interfaciale*([g]/Densité de vapeur^2)*(Densité du fluide dans le transfert de chaleur-Densité de vapeur))^(1/4)*((Densité du fluide dans le transfert de chaleur+Densité de vapeur)/(Densité du fluide dans le transfert de chaleur))^(1/2)
Coefficient de transfert de chaleur pour le sous-refroidissement à l'intérieur des tubes verticaux
​ Aller Coefficient de sous-refroidissement intérieur = 7.5*(4*(Débit massique dans l'échangeur de chaleur/(Viscosité du fluide à température moyenne*Diamètre intérieur du tuyau dans l'échangeur*pi))*((La capacité thermique spécifique*Densité du fluide dans le transfert de chaleur^2*Conductivité thermique dans l'échangeur de chaleur^2)/Viscosité du fluide à température moyenne))^(1/3)
Coefficient de transfert de chaleur avec charge de tube pour la condensation à l'extérieur des tubes horizontaux
​ Aller Coefficient de condensation moyen = 0.95*Conductivité thermique dans l'échangeur de chaleur*((Densité du fluide dans le transfert de chaleur*(Densité du fluide dans le transfert de chaleur-Densité de vapeur)*([g])/(Viscosité du fluide à température moyenne*Chargement horizontal des tubes))^(1/3))*(Nombre de tubes dans la rangée verticale de l'échangeur^(-1/6))
Coefficient de transfert de chaleur pour le sous-refroidissement à l'extérieur des tubes horizontaux
​ Aller Coefficient de sous-refroidissement = 116*((Conductivité thermique dans l'échangeur de chaleur^3)*(Densité du fluide dans le transfert de chaleur/Diamètre extérieur du tuyau)*(La capacité thermique spécifique/Viscosité du fluide à température moyenne)*Coefficient de dilatation thermique pour fluide*(Température du film-Température du fluide en vrac))^0.25
Coefficient de transfert de chaleur côté coque
​ Aller Coefficient de transfert de chaleur côté coque = Facteur de transfert de chaleur*Nombre de Reynold pour le fluide*(Numéro de Prandlt pour le fluide^0.333)*(Conductivité thermique dans l'échangeur de chaleur/Diamètre équivalent dans l'échangeur de chaleur)*(Viscosité du fluide à température moyenne/Viscosité du fluide à la température de la paroi du tube)^0.14
Coefficient de transfert de chaleur avec charge de tube pour la condensation à l'extérieur des tubes verticaux
​ Aller Coefficient de condensation moyen = 0.926*Conductivité thermique dans l'échangeur de chaleur*((Densité du fluide dans le transfert de chaleur)*(Densité du fluide dans le transfert de chaleur-Densité de vapeur)*[g]/((Viscosité du fluide à température moyenne*Chargement du tube extérieur)))^(1/3)
Coefficient de transfert de chaleur pour échangeur de chaleur à plaques
​ Aller Coefficient de film de plaque = 0.26*(Conductivité thermique dans l'échangeur de chaleur/Diamètre équivalent dans l'échangeur de chaleur)*(Nombre de Reynold pour le fluide^0.65)*(Numéro de Prandlt pour le fluide^0.4)*(Viscosité du fluide à température moyenne/Viscosité du fluide à la température de la paroi du tube)^0.14
Coefficient de transfert de chaleur avec charge de tube pour la condensation à l'intérieur des tubes verticaux
​ Aller Coefficient de condensation moyen = 0.926*Conductivité thermique dans l'échangeur de chaleur*((Densité du fluide dans le transfert de chaleur)*(Densité du fluide dans le transfert de chaleur-Densité de vapeur)*[g]/((Viscosité du fluide à température moyenne*Chargement des tubes)))^(1/3)
Coefficient de transfert de chaleur pour l'eau côté tube dans l'échangeur de chaleur à calandre et à tubes
​ Aller Coefficient de transfert de chaleur côté tube = 4200*(1.35+0.02*(La température de l'eau))*(Vitesse du fluide dans l'échangeur de chaleur^0.8)/(Diamètre intérieur du tuyau dans l'échangeur)^0.2
Chargement vertical des tubes pour condensation intérieure
​ Aller Chargement des tubes = Débit de condensat/(Nombre de tubes dans l'échangeur de chaleur*pi*Diamètre intérieur du tuyau dans l'échangeur)
Chargement vertical des tubes pour condensation extérieure
​ Aller Chargement du tube extérieur = Débit de condensat/(Nombre de tubes dans l'échangeur de chaleur*pi*Diamètre extérieur du tuyau)
Longueur des tubes dans le condenseur horizontal en fonction de la charge du tube et du débit de condensat
​ Aller Longueur du tube dans l'échangeur de chaleur = Débit de condensat/(Nombre de tubes dans l'échangeur de chaleur*Chargement horizontal des tubes)
Nombre de tubes dans le condenseur horizontal en fonction du débit de condensat et de la charge des tubes
​ Aller Nombre de tubes dans l'échangeur de chaleur = Débit de condensat/(Chargement horizontal des tubes*Longueur du tube dans l'échangeur de chaleur)
Chargement horizontal des tubes pour condensation extérieure
​ Aller Chargement horizontal des tubes = Débit de condensat/(Nombre de tubes dans l'échangeur de chaleur*Longueur du tube dans l'échangeur de chaleur)
Nombre de Reynolds pour le film de condensat compte tenu de la charge du tube
​ Aller Nombre de Reynolds pour le film de condensat = (4*Chargement des tubes)/(Viscosité du fluide à température moyenne)
Chargement vertical du tube étant donné le nombre de Reynolds pour le film de condensat
​ Aller Chargement des tubes = (Nombre de Reynolds pour le film de condensat*Viscosité du fluide à température moyenne)/4

Flux de chaleur maximal dans le processus d'évaporation Formule

Flux de chaleur maximal = (pi/24)*La chaleur latente de vaporisation*Densité de vapeur*(Tension interfaciale*([g]/Densité de vapeur^2)*(Densité du fluide dans le transfert de chaleur-Densité de vapeur))^(1/4)*((Densité du fluide dans le transfert de chaleur+Densité de vapeur)/(Densité du fluide dans le transfert de chaleur))^(1/2)
qmax = (pi/24)*λ*ρVapor*(σ*([g]/ρVapor^2)*(ρf-ρVapor))^(1/4)*((ρf+ρVapor)/(ρf))^(1/2)
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