Курсовая работа: Расчет плазмотрона и определение его характеристик

Исходя из формулы (2.21) число Нуссельта будет равно:

Зная число Нуссельта найдём коэффициент теплоотдачи:

(2.22)

где - коэффициент теплопроводности воды при температуре .

Для выяснения характера теплоотдачи у стенки определим плотность теплового потока, соответствующую началу кипения [1]:

(2.23)

Поскольку , то теплообмен у стенки происходит в режиме конвективного кипения жидкости. Поэтому температура стенки должна рассчитываться:

(2.24)

где

,(2.25)

в свою очередь:

(2.26)

константы уравнения (2.27), подставляя в него численные значения получим:

теперь зная , рассчитаем из уравнения (2.25):

,

таким образом, температура стенки в соответствии с уравнением (2.24) составит:

Поскольку температура стенки , оказалась близкой к заданной в начале расчёта, то второго приближения можно не делать.

Средняя температура рабочей поверхности анода в зоне эрозии составляет:

(2.28)

где температурный перепад на стенке анода в первом приближении.

Тогда подставляя значения в формулу (2.28), получим среднюю температуру поверхности анода в зоне эрозии:

что ниже температуры плавления меди (1083 0С).

2.2.2 Расчёт охлаждения анода

Полный тепловой поток в выходной электрод (анод) равен [1]: