Поиск по базе сайта:
Задача Для опалення приміщення використовують стальну трубу, в якій протікає гаряча вода. Розрахувати конвективний тепловий потік від труби до повітря в приміщенні, якщо довжина труби 2м, зовнішній діаметр d icon

Задача Для опалення приміщення використовують стальну трубу, в якій протікає гаряча вода. Розрахувати конвективний тепловий потік від труби до повітря в приміщенні, якщо довжина труби 2м, зовнішній діаметр d




Скачати 82.41 Kb.
НазваЗадача Для опалення приміщення використовують стальну трубу, в якій протікає гаряча вода. Розрахувати конвективний тепловий потік від труби до повітря в приміщенні, якщо довжина труби 2м, зовнішній діаметр d
Дата конвертації25.10.2014
Розмір82.41 Kb.
ТипЗадача



САМОСТІЙНА РОБОТА №1 «Складний теплообмін»

(ПОТІК Технологія харчування 2013/2014 н.р.)
Задача 2. Для опалення приміщення використовують стальну трубу, в якій протікає гаряча вода. Розрахувати конвективний тепловий потік від труби до повітря в приміщенні, якщо довжина труби – 2м, зовнішній діаметр dзн, товщина стінки труби ст, коефіцієнт тепловіддачі від води до внутрішньої поверхні труби 1, середня температура води t1, повітря в приміщенні t2. Вихідні дані вибрати з табл.2.

Таблиця 2



^

Передостання цифра шифру


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

dзн, мм

38

48

57

78

89

102

33

38

57

78

ст, мм

3,5

3,5

3,5

4,0

4,0

4,0

1,5

3,5

3,5

4,0

1·10 −3,

Вт/(м2.К)

2,5

2,6

2,7

2,8

2,9

3,0

3,1

3,2

3,3

3,4



^

Остання цифра шифру





0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

t1,оС

85

90

95

90

85

90

95

90

85

90

t2, оС

15

16

17

18

19

20

21

22

23

20

^ Орієнтація труби

гор.

вер.

гор.

вер.

гор.

вер.

гор.

вер.

гор.

вер.

Довідникові значення: ст=50 Вт/(мК)

Рішення:

  1. приймаємо, що температура поверхні неізольованого корпусу tст2= t1 -1

  2. ФВ визначаються для повітря згідно визначальної температури tср = 0,5( t2+ tст2)

  3. при природній конвекції визначальним є число Релея Ra=Gr*Pr. Безрозмірнісне число Прандтля вибирають за додатком 1, а критерій Грансгофа обраховують за формулою : , де g – прискорення вільного падіння; l – визначальний геометричний розмір, м (при горизонтальному розташуванні труби l = dзн ; при вертикальному l=L); =1/Тср – коефіцієнт об’ємного розширення, 1/К; t = (tст2- t2) - різниця температур; - кінематична в’язкість повітря , м2/с (вибирають за додатком 1 по температурі tср)

  4. визначаємо режим руху повітря для заданого положення труби

Ra=GrPr

<103

103... 10 8

 10 8

С

1,18

0,50

0,135

n

1/8

1/4

1/3

Режим

Ламінарний

Перехідний

турбулентний

Вибираємо коефіцієнти для критеріального рівняння природної конвекції Nu=с·(Ra)n .

  1. коефіцієнт тепловіддачі від труби до повітря , Вт/(м2К) : 2=Nu·/l

коефіцієнт теплопровідності повітря  вибирають за додатком 1 по температурі tср.

5. внутрішній діаметр трубопроводу dвн = dзв -2ст

6. конвективний тепловий потік від труби до повітря в приміщенні знаходимо за рівнянням теплопередачі крізь циліндричну поверхню

Qк = π L (t1 − t2) ⁄ [1⁄ (α1 dвн) + (1⁄2λст) ln (dзн ⁄ dвн) + 1⁄ (α2ср dзн)],

Задача 3. Розрахувати тепловий потік випромінюванням від сталевої окисленої труби згідно умов задачі 2, якщо температура внутрішньої поверхні стін на 5 °С нижче за температуру повітря в приміщенні. Визначити загальний тепловий потік - конвекцією та випромінюванням. Розміри приміщення: довжина - 5м, ширина – 2,5м і висота - 2м.

Довідникові значення: ε1 =0,74 степінь чорноти сталевої окисленої труби; ε2 =0,93 степінь чорноти стін
Рішення:

  1. Площа поверхні теплообміну тіла , тб поверхні труби F1=·dзн·L

  2. Площа поверхні оболонки , тб поверхні стін F2=2·(ab+bc+ac)

  3. Приведена степінь чорноти системи двох тіл εпр = [1⁄ ε1+ F1 ⁄ F2(1⁄ ε2 − 1)]-1

  4. тепловий потік шляхом випромінювання розраховують за рівнянням Стефана-Больцмана:

Qр=F1·o·пр· [T 14-T24]

де o=5,64*10-8 – постійна Стефана-Больцмана; Т1=(t ст2 +273) – температура поверхні неізольованого металевого корпусу, К; T2= (t2-5)+273 – температура стін приміщення, К.

  1. загальний тепловий потік дорівнює сумі конвективної та променевої складових Q=Qk+Qр



ДОДАТКИ

Додаток 1

Теплофізичні властивості сухого повітря

t,

,

сp,







Pr

C

кг/м3

кДж/кгК

Вт/мК

Па*с

м2




30

1,165

1,005

2,674

18,6

16,00

0,701

40

1,128

1,005

2,755

19,1

16,96

0,699

50

1,093

1,005

2,830

19,6

17,95

0,698

60

1,060

1,009

2,900

20,1

18,97

0,696

70

1,029

1,009

2,960

20,6

20,02

0,694

80

1,000

1,009

3,050

21,1

21,09

0,692

90

0,972

1,009

3,130

21,5

22,10

0,690

100

0,946

1,009

3,210

21,9

23,13

0,688

120

0,898

1,009

3,340

22,8

25,45

0,686



Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації