Flusso di calore massimo nel processo di evaporazione calcolatrice

✖Il calore latente di vaporizzazione è una proprietà termodinamica che descrive la quantità di energia necessaria per trasformare una sostanza dalla sua fase liquida a quella gassosa.ⓘ Calore latente di vaporizzazione [λ]			+10% -10%
✖La densità del vapore è definita come il rapporto tra la massa e il volume del vapore a una particolare temperatura.ⓘ Densità del vapore [ρ_Vapor]			+10% -10%
✖La tensione interfacciale, detta anche tensione superficiale, è una proprietà dell'interfaccia tra due sostanze immiscibili, come un liquido e un gas o due liquidi diversi.ⓘ Tensione interfacciale [σ]			+10% -10%
✖La densità del fluido nello scambio termico è definita come il rapporto tra la massa di un dato fluido rispetto al volume che occupa.ⓘ Densità del fluido nel trasferimento di calore [ρ_f]			+10% -10%

✖Il flusso di calore massimo si riferisce al tasso più alto di trasferimento di calore per unità di superficie che può essere raggiunto in un particolare sistema o situazione.ⓘ Flusso di calore massimo nel processo di evaporazione [q_max]

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Formula

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Flusso di calore massimo nel processo di evaporazione

Formula

`"q"_{"max"} = (pi/24)*"λ"*"ρ"_{"Vapor"}*("σ"*("[g]"/"ρ"_{"Vapor"}^2)*("ρ"_{"f"}-"ρ"_{"Vapor"}))^(1/4)*(("ρ"_{"f"}+"ρ"_{"Vapor"})/("ρ"_{"f"}))^(1/2)`

Esempio

`"176816.9W/m²"=(pi/24)*"200001J/kg"*"1.71kg/m³"*("0.0728N/m"*("[g]"/("1.71kg/m³")^2)*("995kg/m³"-"1.71kg/m³"))^(1/4)*(("995kg/m³"+"1.71kg/m³")/("995kg/m³"))^(1/2)`

Calcolatrice

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Flusso di calore massimo nel processo di evaporazione Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Flusso di calore massimo = (pi/24)*Calore latente di vaporizzazione*Densità del vapore*(Tensione interfacciale*([g]/Densità del vapore^2)*(Densità del fluido nel trasferimento di calore-Densità del vapore))^(1/4)*((Densità del fluido nel trasferimento di calore+Densità del vapore)/(Densità del fluido nel trasferimento di calore))^(1/2)
q_max = (pi/24)*λ*ρ_Vapor*(σ*([g]/ρ_Vapor^2)*(ρ_f-ρ_Vapor))^(1/4)*((ρ_f+ρ_Vapor)/(ρ_f))^(1/2)
Questa formula utilizza 2 Costanti, 5 Variabili

Costanti utilizzate

[g] - Accelerazione gravitazionale sulla Terra Valore preso come 9.80665
pi - Costante di Archimede Valore preso come 3.14159265358979323846264338327950288

Variabili utilizzate

Flusso di calore massimo - (Misurato in Watt per metro quadrato) - Il flusso di calore massimo si riferisce al tasso più alto di trasferimento di calore per unità di superficie che può essere raggiunto in un particolare sistema o situazione.
Calore latente di vaporizzazione - (Misurato in Joule per chilogrammo) - Il calore latente di vaporizzazione è una proprietà termodinamica che descrive la quantità di energia necessaria per trasformare una sostanza dalla sua fase liquida a quella gassosa.
Densità del vapore - (Misurato in Chilogrammo per metro cubo) - La densità del vapore è definita come il rapporto tra la massa e il volume del vapore a una particolare temperatura.
Tensione interfacciale - (Misurato in Newton per metro) - La tensione interfacciale, detta anche tensione superficiale, è una proprietà dell'interfaccia tra due sostanze immiscibili, come un liquido e un gas o due liquidi diversi.
Densità del fluido nel trasferimento di calore - (Misurato in Chilogrammo per metro cubo) - La densità del fluido nello scambio termico è definita come il rapporto tra la massa di un dato fluido rispetto al volume che occupa.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Calore latente di vaporizzazione: 200001 Joule per chilogrammo --> 200001 Joule per chilogrammo Nessuna conversione richiesta
Densità del vapore: 1.71 Chilogrammo per metro cubo --> 1.71 Chilogrammo per metro cubo Nessuna conversione richiesta
Tensione interfacciale: 0.0728 Newton per metro --> 0.0728 Newton per metro Nessuna conversione richiesta
Densità del fluido nel trasferimento di calore: 995 Chilogrammo per metro cubo --> 995 Chilogrammo per metro cubo Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

q_max = (pi/24)*λ*ρ_Vapor*(σ*([g]/ρ_Vapor^2)*(ρ_f-ρ_Vapor))^(1/4)*((ρ_f+ρ_Vapor)/(ρ_f))^(1/2) --> (pi/24)*200001*1.71*(0.0728*([g]/1.71^2)*(995-1.71))^(1/4)*((995+1.71)/(995))^(1/2)

Valutare ... ...

q_max = 176816.89108671

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

176816.89108671 Watt per metro quadrato --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

176816.89108671 ≈ 176816.9 Watt per metro quadrato <-- Flusso di calore massimo

(Calcolo completato in 00.004 secondi)

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Titoli di coda

Creato da Rishi Vadodaria

Istituto nazionale di tecnologia di Malviya (MNIT JAIPUR), JAIPUR

Rishi Vadodaria ha creato questa calcolatrice e altre 200+ altre calcolatrici!

Verificato da Prerana Bakli

Università delle Hawai'i a Mānoa (UH Manoa), Hawaii, Stati Uniti

Prerana Bakli ha verificato questa calcolatrice e altre 1600+ altre calcolatrici!

< 19 Coefficiente di scambio termico negli scambiatori di calore Calcolatrici

Coefficiente di scambio termico per la condensazione all'esterno dei tubi orizzontali

Partire Coefficiente medio di condensazione = 0.95*Conduttività termica nello scambiatore di calore*((Densità del fluido nel trasferimento di calore*(Densità del fluido nel trasferimento di calore-Densità di vapore)*([g]/Viscosità del fluido a temperatura media)*(Numero di tubi nello scambiatore di calore*Lunghezza del tubo nello scambiatore di calore/Portata massica nello scambiatore di calore))^(1/3))*(Numero di tubi nella fila verticale dello scambiatore^(-1/6))

Coefficiente di scambio termico per la condensazione all'interno dei tubi verticali

Partire Coefficiente medio di condensazione = 0.926*Conduttività termica nello scambiatore di calore*((Densità del fluido nel trasferimento di calore/Viscosità del fluido a temperatura media)*(Densità del fluido nel trasferimento di calore-Densità di vapore)*[g]*(pi*Diametro interno del tubo nello scambiatore*Numero di tubi nello scambiatore di calore/Portata massica nello scambiatore di calore))^(1/3)

Coefficiente di scambio termico per la condensazione all'esterno dei tubi verticali

Partire Coefficiente medio di condensazione = 0.926*Conduttività termica nello scambiatore di calore*((Densità del fluido nel trasferimento di calore/Viscosità del fluido a temperatura media)*(Densità del fluido nel trasferimento di calore-Densità di vapore)*[g]*(pi*Diametro esterno del tubo*Numero di tubi nello scambiatore di calore/Portata massica nello scambiatore di calore))^(1/3)

Flusso di calore massimo nel processo di evaporazione

Partire Flusso di calore massimo = (pi/24)*Calore latente di vaporizzazione*Densità del vapore*(Tensione interfacciale*([g]/Densità del vapore^2)*(Densità del fluido nel trasferimento di calore-Densità del vapore))^(1/4)*((Densità del fluido nel trasferimento di calore+Densità del vapore)/(Densità del fluido nel trasferimento di calore))^(1/2)

Coefficiente di trasferimento del calore per il sottoraffreddamento all'interno dei tubi verticali

Partire Coefficiente di sottoraffreddamento interno = 7.5*(4*(Portata massica nello scambiatore di calore/(Viscosità del fluido a temperatura media*Diametro interno del tubo nello scambiatore*pi))*((Capacità termica specifica*Densità del fluido nel trasferimento di calore^2*Conduttività termica nello scambiatore di calore^2)/Viscosità del fluido a temperatura media))^(1/3)

Coefficiente di trasferimento del calore con carico del tubo per condensazione all'esterno dei tubi orizzontali

Partire Coefficiente medio di condensazione = 0.95*Conduttività termica nello scambiatore di calore*((Densità del fluido nel trasferimento di calore*(Densità del fluido nel trasferimento di calore-Densità di vapore)*([g])/(Viscosità del fluido a temperatura media*Caricamento orizzontale del tubo))^(1/3))*(Numero di tubi nella fila verticale dello scambiatore^(-1/6))

Coefficiente di trasferimento del calore per il sottoraffreddamento all'esterno dei tubi orizzontali

Partire Coefficiente di sottoraffreddamento = 116*((Conduttività termica nello scambiatore di calore^3)*(Densità del fluido nel trasferimento di calore/Diametro esterno del tubo)*(Capacità termica specifica/Viscosità del fluido a temperatura media)*Coefficiente di dilatazione termica per fluido*(Temperatura del film-Temperatura del fluido sfuso))^0.25

Coefficiente di trasferimento del calore lato guscio

Partire Coefficiente di trasferimento termico lato guscio = Fattore di trasferimento del calore*Numero di Reynold per i fluidi*(Numero Prandlt per il fluido^0.333)*(Conduttività termica nello scambiatore di calore/Diametro equivalente nello scambiatore di calore)*(Viscosità del fluido a temperatura media/Viscosità del fluido alla temperatura della parete del tubo)^0.14

Coefficiente di trasferimento del calore con carico del tubo per condensazione all'esterno dei tubi verticali

Partire Coefficiente medio di condensazione = 0.926*Conduttività termica nello scambiatore di calore*((Densità del fluido nel trasferimento di calore)*(Densità del fluido nel trasferimento di calore-Densità di vapore)*[g]/((Viscosità del fluido a temperatura media*Caricamento del tubo esterno)))^(1/3)

Coefficiente di trasferimento di calore per scambiatore di calore a piastre

Partire Coefficiente del film a piastre = 0.26*(Conduttività termica nello scambiatore di calore/Diametro equivalente nello scambiatore di calore)*(Numero di Reynold per i fluidi^0.65)*(Numero Prandlt per il fluido^0.4)*(Viscosità del fluido a temperatura media/Viscosità del fluido alla temperatura della parete del tubo)^0.14

Coefficiente di trasferimento del calore con carico del tubo per condensazione all'interno dei tubi verticali

Coefficiente di trasferimento del calore per l'acqua nel lato tubo nello scambiatore di calore a fascio tubiero

Partire Coefficiente di trasferimento termico lato tubo = 4200*(1.35+0.02*(Temperatura dell'acqua))*(Velocità del fluido nello scambiatore di calore^0.8)/(Diametro interno del tubo nello scambiatore)^0.2

Caricamento verticale del tubo per condensazione interna

Partire Caricamento del tubo = Flusso di condensa/(Numero di tubi nello scambiatore di calore*pi*Diametro interno del tubo nello scambiatore)

Caricamento verticale del tubo per condensazione esterna

Partire Caricamento del tubo esterno = Flusso di condensa/(Numero di tubi nello scambiatore di calore*pi*Diametro esterno del tubo)

Lunghezza dei tubi nel condensatore orizzontale in base al carico del tubo e alla portata della condensa

Partire Lunghezza del tubo nello scambiatore di calore = Flusso di condensa/(Numero di tubi nello scambiatore di calore*Caricamento orizzontale del tubo)

Numero di tubi nel condensatore orizzontale in base alla portata di condensa e al carico del tubo

Partire Numero di tubi nello scambiatore di calore = Flusso di condensa/(Caricamento orizzontale del tubo*Lunghezza del tubo nello scambiatore di calore)

Caricamento tubo orizzontale per condensazione esterna

Partire Caricamento orizzontale del tubo = Flusso di condensa/(Numero di tubi nello scambiatore di calore*Lunghezza del tubo nello scambiatore di calore)

Numero di Reynolds per il film di condensa dato il carico del tubo

Partire Numero di Reynolds per il film di condensa = (4*Caricamento del tubo)/(Viscosità del fluido a temperatura media)

Carico verticale del tubo dato il numero di Reynolds per il film di condensa

Partire Caricamento del tubo = (Numero di Reynolds per il film di condensa*Viscosità del fluido a temperatura media)/4