4 / 10
И.С. Плотников, В.В. Чугунков
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 10·2016
при
5
Ra 10
l
>
0,333
Nu 0, 203R .
a
=
l
l
(2)
Аналогичные соотношения применены для вычисления конвектив-
ных коэффициентов теплоотдачи на поверхности зеркала жидкости.
Коэффициенты теплоотдачи за счет фазового перехода на по-
верхности зеркала жидкости определены с помощью соотношения [6]
(
)
(
)
ф к.з в н
ф.з
н в н
,
α −
α =
−
r
d d
с T T
где
ф
r
— удельная теплота фазового перехода воды на поверхности
зеркала жидкости;
в
d
— влагосодержание воздуха у поверхности
зеркала жидкости;
н
d
— влагосодержание наружного воздуха;
н
с
—
удельная теплоемкость наружного воздуха.
Результаты математического моделирования.
Моделирование
тепломассообменных процессов проведено для резервуара в форме
параллелепипеда с геометрическими размерами ребер 1,4:1,3:1,0 по
отношению к высоте резервуара, выполненного из листовой корро-
зионно-стойкой стали, с массой конструкции 0,2 по отношению к
массе воды, заполняющей резервуар.
На рис. 2 представлены данные о нагреве резервуара с водой при
различной мощности нагрева и поддержании температуры 20 ºС и
относительной влажности воздуха 80 % в помещении, в котором
проводятся испытания.
Рис. 2.
Температура воды в резервуаре при относи-
тельной мощности нагрева 17 (
1
) и 8,5 (
2
) Вт/кг
в зависимости от времени нагрева
Приведенные данные свидетельствуют о том, что тепловая энер-
гия нагревателя расходуется не только на нагрев резервуара с водой,
но и на испарение воды, а также на теплообмен резервуара с поме-
щением. При уменьшении мощности нагревателя в 2 раза возрастает
не только время нагрева (в 2,25 раза), но и общие затраты энергии на
нагрев резервуара до требуемой температуры (в 1,13 раза).