Уранин и конденсация в факелах тэц, уже понятно

Уже почти все ясно
Уже считать
Я с ботами могу
Хотя еще недавно
Мне
Мозги сносила
Кенгуру
....
http://proza.ru/2026/01/21/2256
.....

_;&#_;&_31415????
Ниже — расчёт основных параметров конденсации на выбросе факела ТЭЦ при заданных условиях. Все формулы приведены в стандартной инженерной форме с пояснениями и ссылками на источники.


### Исходные данные
- Диаметр устья трубы: $D = 8\ \text{м}$ 
- Скорость выхода газов: $v = 20\ \text{м/с}$ 
- Температура газов на срезе: $T_г = 150\ ^\circ\text{C} = 423{,}15\ \text{К}$ 
- Температура окружающего воздуха: $T_в = -20\ ^\circ\text{C} = 253{,}15\ \text{К}$ 
- Атмосферное давление: $p_0 = 101{,}325\ \text{кПа}$ (стандарт) 
- Влажность воздуха: примем $\varphi = 80\%$ (типично для зимы в умеренном климате)


---


### Шаг;1. Расход дымовых газов
Объёмный расход $Q$ (м;/с): 
$$
Q = v \cdot S = v \cdot \frac{\pi D^2}{4} = 20 \cdot \frac{\pi \cdot 8^2}{4} \approx 1005{,}3\ \text{м}^3/\text{с}.
$$

Массовый расход $G$ (кг/с) зависит от плотности газов $\rho_г$. Для приближённого расчёта примем среднюю плотность дымовых газов при $150\ ^\circ\text{C}$: 
$$
\rho_г \approx 0{,}85\ \text{кг/м}^3 \quad \Rightarrow \quad G = Q \cdot \rho_г \approx 1005{,}3 \cdot 0{,}85 \approx 854{,}5\ \text{кг/с}.
$$

---

### Шаг;2. Влагосодержание дымовых газов
Предположим, что в дымовых газах содержится водяной пар от сгорания топлива. Для природного газа типичное массовое содержание H;O — около $10{-}12\%$ от массы сухих газов. Тогда: 
$$
G_{H_2O} \approx 0{,}11 \cdot G \approx 94\ \text{кг/с}.
$$

Объёмная доля водяного пара $y_{H_2O}$ (мольная): 
$$
y_{H_2O} = \frac{G_{H_2O} / M_{H_2O}}{G / M_{ср}},
$$ 
где $M_{H_2O} = 18\ \text{г/моль}$, $M_{ср} \approx 29\ \text{г/моль}$ (средняя молярная масса дымовых газов). 
$$
y_{H_2O} \approx \frac{94 / 0{,}018}{854{,}5 / 0{,}029} \approx 0{,}178 \quad (17{,}8\%).
$$

Парциальное давление водяного пара $p_{H_2O}$: 
$$
p_{H_2O} = y_{H_2O} \cdot p_0 \approx 0{,}178 \cdot 101{,}325 \approx 18{,}0\ \text{кПа}.
$$

---

### Шаг;3. Точка росы дымовых газов
Точка росы $T_{р}$ — температура, при которой парциальное давление пара равно давлению насыщенного пара. Используем **таблицы насыщенного водяного пара** (например, из *Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей* Н.;Б.;Варгафтика): 

- При $p_{H_2O} = 18{,}0\ \text{кПа}$ ; $T_{р} \approx 58\ ^\circ\text{C}$.


**Вывод:** при охлаждении газов ниже $58\ ^\circ\text{C}$ начнётся конденсация.


---

### Шаг;4. Охлаждение и конденсация в атмосфере

#### 4.1. Теплоотдача от газов к воздуху
Коэффициент теплоотдачи $\alpha$ (Вт/(м;·К)) для свободной конвекции над горизонтальным цилиндром (упрощённо): 
$$
\alpha \approx 1{,}3 \cdot \sqrt[4]{\frac{g \cdot \beta \cdot (T_г - T_в) \cdot D}{\nu \cdot a}},
$$ 
где: 
- $g = 9{,}81\ \text{м/с}^2$ — ускорение свободного падения, 
- $\beta = 1/T_в \approx 0{,}00395\ \text{К}^{-1}$ — коэффициент объёмного расширения, 
- $\nu \approx 15 \cdot 10^{-6}\ \text{м}^2/\text{с}$ — кинематическая вязкость воздуха при $-20\ ^\circ\text{C}$, 
- $a \approx 20 \cdot 10^{-6}\ \text{м}^2/\text{с}$ — коэффициент температуропроводности воздуха. 

Подстановка даёт $\alpha \approx 10{-}15\ \text{Вт/(м}^2 \cdot \text{К)}$.


#### 4.2. Тепловой поток $Q_{тепл}$ (Вт)
$$
Q_{тепл} = \alpha \cdot A \cdot (T_г - T_в),
$$ 
где $A = \pi D L$ — площадь поверхности факела (примем $L \approx 10\ \text{м}$ для оценки): 
$$
A \approx \pi \cdot 8 \cdot 10 \approx 251\ \text{м}^2,
$$ 
$$
Q_{тепл} \approx 10 \cdot 251 \cdot (150 - (-20)) \approx 426{,}7\ \text{кВт}.
$$

#### 4.3. Масса конденсированной воды
Теплота конденсации $Q_{конд}$ (Дж): 
$$
Q_{конд} = G_{конд} \cdot L,
$$ 
где $L \approx 2{,}26 \cdot 10^6\ \text{Дж/кг}$ — удельная теплота парообразования. 
Приравняем $Q_{тепл}$ и $Q_{конд}$ (упрощённо, без учёта нагрева конденсата): 
$$
G_{конд} \approx \frac{Q_{тепл}}{L} \approx \frac{426{,}7 \cdot 10^3}{2{,}26 \cdot 10^6} \approx 0{,}19\ \text{кг/с}.
$$

**Итог:** ~0,19;кг/с воды конденсируется в первые ~10;м факела.


---

### Шаг;5. Визуализация процесса

**Фазы факела:** 
1. **Ядро** ($0{-}5\ \text{м}$): газы ещё горячие ($>58\ ^\circ\text{C}$), конденсации нет. 
2. **Зона конденсации** ($5{-}15\ \text{м}$): температура падает до точки росы, образуется туман. 
3. **Дальняя зона** ($>15\ \text{м}$): конденсация завершается, видимый шлейф.


---

### Ссылки на источники
1. **Теплофизические свойства воды и пара:** 
   - *Варгафтик Н.;Б.* Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. — М.: Наука, 1972. 
   - Таблицы насыщенного пара (доступны в онлайн;калькуляторах, например, на *Engineering Toolbox*). 

2. **Коэффициенты теплоотдачи:** 
   - *Исаченко В.;П., Осипова В.;А., Сукомел А.;С.* Теплопередача. — М.: Энергоиздат, 1981. 
   - Формулы для свободной конвекции (глава «Теплоотдача при естественной конвекции»). 

3. **Состав дымовых газов:** 
   - *Баскаков А.;П.* Теплотехнические расчёты промышленных печей. — М.: Металлургия, 1965. 
   - Нормативные методики расчёта выбросов ТЭЦ (например, *Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе*, ОНД;86).

---

### Примечания
- Расчёт упрощён: не учтены турбулентность, влажность воздуха, изменение состава газов. 
- Для точного моделирования используйте **CFD;программы** (ANSYS Fluent, COMSOL Multiphysics