додати матеріал


Термодинаміка

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

Варіант 42
Завдання № 1
Дано:
t 1 = 850 o C
t 2 = 130 o C
б 1 = 30Вт / м 2 · К
б 2 = 3500Вт / м 2 · К
д з = 18мм
д н = 1,6 мм
л з = 60Вт / м · К
л н = 1Вт / м · К
Знайти:
t 1 ст -?
t 2 ст -?
q -?
k -?
Рішення
1. Коефіцієнт теплопередачі для плоскої стінки без накипу:

Щільність теплового потоку від газів до води:

Температура стінки з боку газів:

Температура стінки з боку води:

SHAPE \ * MERGEFORMAT
      сталева
стінка
вода
t 2 ст
t 2
гази
t 1
t 1 ст

2. Коефіцієнт теплопередачі для плоскої стінки з накипом:
Щільність теплового потоку від газів до води:

Температура стінки з боку газів:

Температура стінки з боку води:

Температура стінки між накипом і сталлю:

SHAPE \ * MERGEFORMAT
сталева
стінка
накип
вода
гази
t н ст
t 2 ст
t 2
t 1
t 1 ст

Так як накип має величину теплопровідності значно меншу, ніж у сталі, то відкладення тонкого шару накипу призводить до значного зменшення коефіцієнта теплопередачі і зниження теплового потоку.

Завдання № 2
Дано:
шахове
d = 60мм
t віз = 500 о С
щ = 13м / с
ш = 50 о
Знайти:
б -?
Рішення
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до труби при поперечному обтіканні під кутом 90 про:

л - коефіцієнт теплопровідності повітря при температурі


де Re - число Рейнольдса;
з z - коефіцієнт, що враховує погіршення тепловіддачу
перших рядів труб і залежить від загального числа рядів в пучку.
з z = 0,9.

де н - кінематична в'язкість повітря
н = 79,38 · 10 -6 м 2 / с;



Коефіцієнт тепловіддачі від газів до труби при поперечному обтіканні під кутом 50 о:


Завдання № 3.
Дано:
d = 26мм
l = 1,4 м
р к = 4,0 бар
t c = 90 o C
Знайти:
б в -?
G в -?
б г -?
G г -?
Рішення
Середня температура плівки конденсату

де t н - температура насичення. По таблиці "Термодинамічні властивості води і водяної пари в стані насичення" знаходимо, при тиску пари р = 4,0 бар, t н = 145 о С;

1. Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі для вертикальної трубки за формулою:

де Δt - різниця температур пари і стінки, о С;

л - коефіцієнт теплопровідності конденсату, при температурі

с - щільність конденсату з = 945кг / м 3
r - теплота пароутворення, при р = 4,0 бар r = 2129,5 кДж / кг;
н - кінематична в'язкість конденсату н = 0,135 · 10 -6 м 2 / с;

Середня лінійна щільність теплового потоку:


Кількість конденсату утворюється в секунду на поверхні вертикальної трубки:

2. Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі при конденсації пари на горизонтальній трубі за формулою:


Середня лінійна щільність теплового потоку:
Кількість конденсату утворюється в секунду на поверхні горизонтальної трубки:

На горизонтальній трубці пара конденсується більше, ніж на вертикальній.

Завдання № 4
Дано:
d = 90мм
l = 5м
t 1 = 450 o C
t 2 = 10 o C
е 1 = 0,8
е 2 = 0,9
0,3 x0, 3м
Знайти:
Q 1 -?
Q 2 -?
Рішення
Визначаємо втрату тепла випромінюванням від бічної поверхні труби у великому цегляному приміщенні:

де С ПР1 - наведений коефіцієнт лучеиспускания:

Площа поверхні труби

Площа поверхні приміщення приймаємо F 2 = ∞
Коефіцієнти випромінювання поверхонь труби та приміщення:

де С о - коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла
З о = 5,67 Вт / м 2 · К 4;


Т - температура, К;

Визначаємо втрату тепла випромінюванням від бічної поверхні труби в цегляному каналі 0,3 х0, 3м:

Площа поверхні каналу:




Завдання № 5
Дано:
сталевий паропровід
150х165
t 1 = 370 o C
t 2 = 55 o C
д = 40мм
Знайти:
q l -?
Рішення
Внутрішній діаметр трубопроводу d 1 = 0,15 м
Зовнішній діаметр трубопроводу d 2 = 0,165 м
Зовнішній діаметр ізоляції d 3 = d 2 + 2 · д = 0,165 + 2 · 0,04 = 0,245 м
Втрата тепла 1 пог.м. трубопроводу:

де л 1 - коефіцієнт теплопровідності стали л 1 = 60Вт / м · К;
л 2 - коефіцієнт теплопровідності азбестового ізоляції (волокна) л 2 = 0,88 Вт / м · К;


Завдання № 6
Дано:
d = 150мм
l = 5м
t н = 300 о С
t в = 15 о С
Знайти:
б -?
Рішення
Коефіцієнт тепловіддачі від поверхні труби до повітря:

де Nu - критерій Нуссельта для повітря при вільній конвекції з поверхні паропроводу:

де Gr - число Гросгофа:

де у - коефіцієнт об'ємного розширення повітря при середній температурі прикордонного шару:

н - кінематична в'язкість повітря, при температурі t пс = 157,5 о С

і - різниця значень температури поверхні труби і повітря:


Pr - число Прандтля для повітря при t пс = 157,5 о С Pr = 0,683;
C, n - коефіцієнти, які залежать від режиму конвекції


л - коефіцієнт теплопровідності повітря, при температурі:
t пс = 157,5 о С, л = 3,62 · 10 -2 Вт / м · К;

Втрата тепла паропроводом за 1 годину:


Завдання № 7
Дано:
D = 100мм
t 1 = 500 о С
W = 4м / с
ц = 80 про
Знайти:
б -?
Рішення
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до труби при поперечному обтіканні під кутом 90 про:

Nu - число Нуссельта;
Попередньо визначаємо число Рейнольдса при русі газів:

де н - кінематична в'язкість димових газів при температурі:
t 1 = 500 о С, н = 79,38 · 10 -6 м 2 / с;

При числі Рейнольдса 1 · 10 3 <Re <2 · 10 5

л - коефіцієнт теплопровідності димових газів при температурі: t г = 500 о С, л = 6,74 · 10 -2 Вт / м · К;


де е ш - поправочний коефіцієнт, при ш = 80 о в и ш = 1,0

Завдання № 8
Дано:
р = 20атм
Q = 40 · 10 3 ккал / м 2 · год
Знайти:
t w -?
Δt s -?
q пр -?
б пр -?
Рішення

Температура кипіння води при тиску р = 20атм t ж = 213 о С
Граничне значення теплового потоку при кипінні

де Re пр - критичне значення числа Рейнольдса;

Ar - число Архімеда;

Pr - число Прандтля Pr = 1,49;
r - теплота пароутворення r = 1865,8 кДж / кг;
с / - щільність води на нижній лінії насичення с / = 805,3 кг / м 3;
з / / - щільність пари на верхній лінії насичення з / / = 10,65 кг / м 3;
н - коефіцієнт кінематичної в'язкості води н = 0,14 · 10 -6 м 2 / с;
l * - визначальний розмір бульбашки пари при t ж = 213 о С знаходимо за таблицею l * = 0,2 · 10 -6 м;



Для визначення граничного значення коефіцієнта тепловіддачі знаходимо при Re пр ≥ 10 -2


л - коефіцієнт теплопровідності пари, при температурі
t = 213 о С, л = 3,7 · 10 -2 Вт / м · К;


Так як Q = 46,5 кВт / м 2 <q пр = 3282кВт / м 2, то в котлі відбувається бульбашкової кипіння пари.
Коефіцієнт тепловіддачі визначаємо за формулою:



Завдання № 9
Дано:
d = 100мм
l = 1 м
t 1 = 300 о С
t 2 = 25 о С
е 1 = 0,8
е 2 = 0,9
0,3 х0, 3м
Знайти:
Q 1 -?
Рішення
Визначаємо втрату тепла випромінюванням одним погонних метрів сталевого паропроводу в цегляному каналі 0,3 х0, 3м:


де а - висота стінки каналу а = 0,3 м;
Коефіцієнти випромінювання поверхонь труби та приміщення:

де е 1 - ступінь чорноти окисленої стали е 1 = 0,8 (з завдання № 4);
е 2 - ступінь чорноти цегли е 2 = 0,9;
С о - коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла
З о = 5,67 Вт / м 2 · К 4;



Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Завдання | 33.7кб. | скачати

Схожі роботи:
Термодинаміка 2
Термодинаміка і синергетика
Хімічна термодинаміка 2
Хімічна термодинаміка
Статистична термодинаміка
Термодинаміка поверхневого шару
Термодинаміка-топологічний аналіз
Молекулярна фізика і термодинаміка
Фізика механіка і термодинаміка
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru