Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 53
Вариант 42
Задача №1 Дано: t1
= 850o
C t2
= 130o
C б1
= 30Вт/м2
·К б2
= 3500Вт/м2
·К дс
= 18мм дн
= 1,6мм лс
= 60Вт/м·К лн
= 1Вт/м·К Найти: t1
ст
-? t2
ст
- ? q - ? k -? Решение 1. Коэффициент теплопередачи для плоской стенки без накипи: Плотность теплового потока от газов к воде: Температура стенки со стороны газов: Температура стенки со стороны воды: 2. Коэффициент теплопередачи для плоской стенки с накипью: Температура стенки со стороны газов: Температура стенки со стороны воды: Температура стенки между накипью и сталью: Так как накипь имеет величину теплопроводности значительно меньшую, чем у стали, то отложение тонкого слоя накипи приводит к значительному уменьшению коэффициента теплопередачи и снижению теплового потока. Задача №2 Дано: шахматное d = 60мм tвоз
= 500о
С щ = 13м/с ш = 50о
Найти: б - ? Решение Коэффициент теплоотдачи от газов к трубе при поперечном обтекании под углом 90о
: л – коэффициент теплопроводности воздуха при температуре где Re – число Рейнольдса; сz
– коэффициент, учитывающий ухудшенную теплоотдачу первых рядов труб и зависящий от общего числа рядов в пучке. сz
= 0,9. где н – кинематическая вязкость воздуха н = 79,38 · 10-6
м2
/с; Коэффициент теплоотдачи от газов к трубе при поперечном обтекании под углом 50о
: Задача №3. Дано: d = 26мм l = 1,4м рк
= 4,0бар tc
= 90o
C Найти: бв
- ? Gв
- ? бг
- ? Gг
- ? Решение Средняя температура пленки конденсата где tн
– температура насыщения. По таблице “Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения” находим, при давлении пара р = 4,0бар, tн
= 145о
С; 1. Определяем коэффициент теплоотдачи для вертикальной трубки по формуле: где ∆t – разность температур пара и стенки, о
С; л – коэффициент теплопроводности конденсата, при температуре с – плотность конденсата с = 945кг/м3
r – теплота парообразования, при р = 4,0 бар r = 2129,5кДж/кг; н – кинематическая вязкость конденсата н = 0,135 · 10-6
м2
/с; Средняя линейная плотность теплового потока: Количество конденсата образующегося в секунду на поверхности вертикальной трубки: 2. Определяем коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на горизонтальной трубе по формуле: Средняя линейная плотность теплового потока: На горизонтальной трубке пара конденсируется больше, чем на вертикальной. Задача №4 Дано: d = 90мм l = 5м t1
= 450o
C t2
= 10o
C е1
= 0,8 е2
= 0,9 0,3x0,3м Найти: Q1
- ? Q2
- ? Решение Определяем потерю тепла излучением от боковой поверхности трубы в большом кирпичном помещении: где Спр1
– приведенный коэффициент лучеиспускания: Площадь поверхности трубы Площадь поверхности помещения принимаем F2
= ∞ Коэффициенты излучения поверхностей трубы и помещения: где Со
– коэффициент излучения абсолютно черного тела Со
= 5,67Вт/м2
· К4
; Т – температура, К; Определяем потерю тепла излучением от боковой поверхности трубы в кирпичном канале 0,3х0,3м: Площадь поверхности канала: Задача №5 Дано: стальной паропровод 150х165 t1
= 370o
C t2
= 55o
C д = 40мм Найти: ql
- ? Решение Внутренний диаметр трубопровода d1
= 0,15м Наружный диаметр трубопровода d2
= 0,165м Наружный диаметр изоляции d3
= d2
+ 2 ·д = 0,165 + 2 ·0,04 = 0,245м Потеря тепла 1 пог.м. трубопровода: где л1
– коэффициент теплопроводности стали л1
= 60Вт/м · К; л2
– коэффициент теплопроводности асбестовой изоляции (волокна) л2
= 0,88Вт/м · К; Задача №6 Дано: d = 150мм l = 5м tн
= 300о
С tв
= 15о
С Найти: б - ? Решение Коэффициент теплоотдачи от поверхности трубы к воздуху: где Nu – критерий Нуссельта для воздуха при свободной конвекции с поверхности паропровода: где Gr – число Гросгофа: где в – коэффициент объемного расширения воздуха при средней температуре пограничного слоя: н – кинематическая вязкость воздуха, при температуре tпс
= 157,5о
С и – разность значений температуры поверхности трубы и воздуха: Pr – число Прандтля для воздуха при tпс
= 157,5о
С Pr = 0,683; C,n – коэффициенты, зависящие от режима конвекции л – коэффициент теплопроводности воздуха, при температуре: tпс
= 157,5о
С, л = 3,62 · 10-2
Вт/м · К; Потеря тепла паропроводом за 1 час: Задача №7 Дано: D = 100мм t1
= 500о
С W = 4м/с ц = 80о
Найти: б - ? Решение Коэффициент теплоотдачи от газов к трубе при поперечном обтекании под углом 90о
: Nu – число Нуссельта; Предварительно определяем число Рейнольдса при движении газов: где н – кинематическая вязкость дымовых газов при температуре: t1
= 500о
С, н = 79,38 · 10-6
м2
/с; При числе Рейнольдса 1 · 103
< Re < 2 · 105
л – коэффициент теплопроводности дымовых газов при температуре: tг
= 500о
С, л = 6,74 · 10-2
Вт/м · К; где еш
– поправочный коэффициент, при ш = 80о
еш
= 1,0 Задача №8 Дано: р = 20атм Q = 40 · 103
ккал/м2
· час Найти: tw
- ? ∆ts
- ? qпр
- ? бпр
- ? Решение Температура кипения воды при давлении р = 20атм tж
= 213о
С Предельное значение теплового потока при кипении где Reпр
– критическое значение числа Рейнольдса; Ar – число Архимеда; Pr – число Прандтля Pr = 1,49; r – теплота парообразования r = 1865,8кДж/кг; с/
- плотность воды на нижней линии насыщения с/
= 805,3кг/м3
; с//
- плотность пара на верхней линии насыщения с//
= 10,65кг/м3
; н – коэффициент кинематической вязкости воды н = 0,14 · 10-6
м2
/с; l*
- определяющий размер пузырька пара при tж
= 213о
С находим по таблице l*
= 0,2 · 10-6
м; Для определения предельного значения коэффициента теплоотдачи находим при Reпр
≥ 10-2
л – коэффициент теплопроводности пара, при температуре t = 213о
С, л = 3,7 · 10-2
Вт/м · К; Так как Q = 46,5кВт/м2
< qпр
=3282кВт/м2
, то в котле происходит пузырьковое кипение пара. Коэффициент теплоотдачи определяем по формуле: Задача №9 Дано: d = 100мм l = 1м t1
= 300о
С t2
= 25о
С е1
= 0,8 е2
= 0,9 0,3х0,3м Найти: Q1
- ? Решение Определяем потерю тепла излучением одним погонным метром стального паропровода в кирпичном канале 0,3х0,3м: где а – высота стенки канала а = 0,3м; Коэффициенты излучения поверхностей трубы и помещения: где е1
– степень черноты окисленной стали е1
= 0,8 (из задачи №4); е2
– степень черноты кирпича е2
= 0,9; Со
– коэффициент излучения абсолютно черного тела Со
= 5,67 Вт/м2
· К4
;
|