α?0.027??DeDeRe0.8Pr0.33Vis0.14?1?3.5??Dλ?c?????? ??冷却水的定性温度为?18?28?/2?23?C，在此温度下水的物性如下
3，μ?9.44?10?4Pa?s cp?4180J/kg??C，λ?0.605W/m??C，ρ?997.5kg/m需移走的热量
Q?135000?5871?140871W
冷却水的质量流率m
m?Q140871??3.37kg/s
?28?18?cp?t2?t1?4180蛇管中水的流速u
u?m/ρ3.37/997.5??1.72m/s
0.785De20.785?0.052蛇管直径De?0.05m，螺距P?150mm 蛇管轮的平均轮径Dc?1.850m（？）
Deuρ0.05?1.72?997.5??90874?4μ9.44?10
?4cpμ4180?9.44?10Pr???6.522λ0.605Re???Deλ0.80.330.14α?0.027RePrVis?1?3.5??DDe?c?????????0.605??0.05???0.8?6.522?0.33?1???0.027??1?3.5??90874??? ?0.051.850???????0.027?12.1?9263?1.857?1.095?6154W/m2??C2. 被搅拌液体对内冷蛇管外壁的对流给热系数αc
采用左野雄二推荐的桨式和涡轮式搅拌器的传热关联式计算。
4?εdco?αcdco?Nuc??0.512?3??λ?υ?0.2050.35?0.3?cpμ???λ?????d??b??dco????????D??D??D?0.20.1
单位质量被搅拌液体所消耗的功率ε
ε?N5871??0.857W/kg
0.785D2Hρ0.785?2.02?2.211?987- 11 -
被搅拌液体的运动粘度υ
υ?μ/ρ?3.5?10?2/987?3.55?10?5m2/s
40.857?0.057?0.591??αc?0.512????53?0.057???3.55?10??????0.205?912?3.5?10?2??0.591?????0.35?0.057? ??0.35??0.1????2.0??0.512?10.368?50.43?4.04?0.81?0.794?2.908?2022W/m2??C0.20.1?0.33.总传热系数K
依题意，忽略污垢及间壁热阻，有
αα1112022?6154???K?c??1522W/m2??C Kαcααc?α2022?61544.夹套的传热面积
Δtm?Δt1?Δt2?60?18???60?28??36.77?C
?lnΔt1/Δt2ln??60?18?/?60?28??A?Q140871??2.52m2 KΔtm1522?36.77A2.52??14.08m πdco3.14?0.057蛇管长度L?蛇管螺旋排列直径取1.3m，螺距150mm，环绕3.5圈即可，因为圈数近似为
14.08?3.45（圈）
3.14?1.3主要设计计算结果汇总
项 目 搅拌器型式 叶轮直径 叶轮宽度 搅拌器 叶轮距槽底高度 搅拌转速 桨叶数 搅拌功率 搅拌槽附件 挡板数 挡板宽度 搅拌槽有效体积 搅拌槽 搅拌液体深度 搅拌槽内径 搅拌槽筒体实际高度 符号 d b C n z N nb W V H D H0 - 12 -
单位 m m m r/min W m m3 m m m 设计计算结果 六片平直叶圆盘涡轮式搅拌器 0.7 0.14 0.74 120 6 5871 6 0.2 6.944 2.211 2.0 2.4 蛇管型式 蛇管螺距 蛇管内冷却水流速 蛇管 冷却水移出热量 被搅拌侧对流给热系数 蛇管内对流给热系数 搅拌槽总传热系数 所需蛇管换热面积 P u Q αc m m/s W W/m2℃ W/m2℃ W/m2℃ m2 无缝钢管Φ57?3.5mm 0.15 1.72 140871 2202 6154 1522 2.52 α K A
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