1 2 3 4 5 6 7 8 Ім'я файлу: RGR_temperatura_ta_napruzhennya_Avtosokhranenny_4_5_6_7_8_9_10_1 Розширення: docx Розмір: 1186кб. Дата: 26.05.2020 скачати Пов'язані файли: угода_2023_НОВА_.doc ЗАДАЧА 5 Пластина довжиною l = 0,31 м і шириною в = 1,2 м обтікається з обох сторін поздовжнім потоком повітря. Швидкість основного потоку повітря w= 7,4 м/с; температура основного потоку повітря t = 11 0С; температура поверхні пластини tпл= 149 0С. Визначити: середній за довжиною пластини коефіцієнт тепловіддачі , Вт/(м2·0С); кількість теплоти Q, Вт, що передається пластиною повітрю. РІШЕННЯ 5.1 Установлюємо: ламінарним чи турбулентним є режим руху повітря У джерелі [1] рекомендується приймати межу між ламінарним та турбулентним режимами руху середовища - значення критерію Рейнольдса Re = 5·105 (під час поздовжнього обтікання плоскої поверхні рідиною або газом). Дослідження перехідного режиму руху середовища (при значеннях критерію Рейнольдса Re приблизно від 104 до 4·106) наводиться у джерелах [2],[3] та ін. Критерій Рейнольдса визначається за формулою . (5.1) Знаходимо за додатком Б при температурі повітря t= 23 0С кінематичний коефіцієнт в’язкості повітря n= + =14,07·10 -6 м2/с. Розраховуємо критерій Рейнольдса за формулою (5.1) . Оскільки критерій Рейнольдса Re < 5·105, то режим руху повітря у пограничному шарі – ламінарний. 5.2 Визначення критерію Нуссельта Критерій Нуссельта може бути розрахований за формулою [1] , (5.2) де Pr - критерій Прандтля. Визначаємо за додатком Б при температурі повітря t= 11 0С критерійПрандтля: Pr = 0,705+ =0,7052. Критерій Нуссельтадорівнює . 5.3 Установлення середнього за довжиною пластини коефіцієнта тепловіддачі Середній за довжиною пластини коефіцієнт тепловіддачі визначається за допомогою формули [1] . (5.3) Тоді . (5.4) Визначаємо за додатком Б при температуріповітря t=11 0С коефіцієнт теплопровідності повітря l: l=2,51 = 2,502·10 -2 Вт/(м·0С). Середній за довжиною пластини коефіцієнт тепловіддачі дорівнює [Вт/(м2·0С)]. 5.4 Розраховуємо кількість теплоти Q, що передається пластиною повітрю, за формулою , (5.5) де Fпл - площа однієї поверхні пластини, м2. [Вт]. Відповідь: = 5,766 Вт/(м2·0С), Q =592,02 Вт. ЗАДАЧА 6 Пластина довжиною l = 0,31 м і шириною в = 1,2 м обтікається з обох сторін поздовжнім потоком повітря. Швидкість основного потоку повітря в учбових цілях приймаємо w= 10 м/с, температура основного потоку повітря t = 11 0С; температура поверхні пластини tпл= 149 0С. Визначити: середній за довжиною пластини коефіцієнт тепловіддачі , Вт/(м2·0С); кількість теплоти Q, Вт, що передається пластиною повітрю. РІШЕННЯ 6.1 Визначаємо: ламінарним чи турбулентним є режим руху повітря Знаходимо за додатком Б при температурі повітряt= 11 0С кінематичний коефіцієнт в’язкості повітря n: n= + =14,07·10 -6 м2/с. Розраховуємо критерій Рейнольдса за формулою (5.1) . Оскільки критерій Рейнольдса Re > 5·105, то режим руху повітря у пограничному шарі - турбулентний. 6.2 Визначення критерію Нуссельта Критерій Нуссельтаможе бути розрахований за формулою (6.1) Визначаємо критерій Прандтля Рr за додатком Б при температурі повітря t= 11 0С: Рr =0,705+ =0,7052. Обчислюємо критерій Нуссельта за формулою (6.1) . 6.3 Визначення середнього за довжиною пластини коефіцієнта тепловіддачі Знаходимо коефіцієнт теплопровідності повітря l за додатком Б при температурі повітряt= 11 0С:l=2,51 = 2,502·10 -2 Вт/(м·0С). Розраховуємо середній за довжиною пластини коефіцієнт тепловіддачі за формулою (5.4) [Вт/(м2·0С)]. 6.4 Розраховуємо кількість теплоти, що передається пластиною повітрю, за формулою (5.5) [Вт]. Відповідь: = 452,96 Вт/(м2·0С), Q =46506,24 Вт. ЗАДАЧА 7 Визначити для умов задачі 5: товщину гідродинамічного пограничного шару dлх і місцевий коефіцієнт тепловіддачі aхна різних відстанях від передньої кромки пластини х(0,1·l ;0,3·l ; 0,5·l ; l ). А також необхідно побудувати графік залежності dлхвід значення х та графік залежності aх від значення х. РІШЕННЯ 7.1 Установлюємо: ламінарним чи турбулентним є режим руху повітря на різних відстанях від передньої кромки пластини Критерій Рейнольдса на різних відстанях від передньої кромки пластини визначається за формулою , (7.1) де х - відстань від передньої кромки пластини до перерізу, що розглядається. Визначаємо за додатком Б при температуріповітря t= 11 0С кінематичний коефіцієнт в’язкості повітря n: n= + =14,07·10 -6 м2/с. Розраховуємо критерій Рейнольдса на різних відстанях від передньої кромки пластини за формулою (7.1) При х1= 0,1·l : . При х2= 0,3·l : . При х3= 0,5·l : . При х4= l : . Оскільки критерій Reх < 5·105, то режим руху повітря у пограничному шарі – ламінарний. 7.2 Обчислюємо товщу ламінарного гідродинамічного пограничного шару на різних відстанях від передньої кромки пластини за формулою . (7.2) При х1= 0,1·l : [м]. При х2= 0,3·l : [м]. При х3= 0,5·l : [м]. При х4= l : [м]. 7.3 Розраховуємо критерій Нуссельта на різних відстанях від передньої кромки пластини за формулою [1] . (7.3) Коефіцієнт беремо з задачі 5: =0,7052 При х1= 0,1·l : При х2= 0,3·l : . При х3= 0,5·l : . При х4= l : . 7.4 Обчислюємо значення місцевого коефіцієнта тепловіддачі aх на різних відстанях від передньої кромки пластини за допомогою формули [1] . (7.4) Тоді . (7.5) Коефіцієнт lберемо з задачі 5: l=2,502·10 -2 Вт/(м·0С). При х1= 0,1·l : [Вт/(м2·0С)]. При х2= 0,3·l : [Вт/(м2·0С)]. При х3= 0,5·l : [Вт/(м2·0С)]. При х4= l : [Вт/(м2·0С)]. Відповідь:
ЗАДАЧА 8 Визначити для умов задачі 6: товщу гідродинамічного пограничного шару dтх і місцевий коефіцієнт тепловіддачі aх на різних відстанях від передньої кромки пластини х(0,1·l ;0,3·l ; 0,5·l ; l ). А також необхідно побудувати графік залежності dтх від значення х та графік залежності aх від значення х. РІШЕННЯ 8.1 Визначаємо: ламінарним чи турбулентним є режим руху повітря Знаходимо при температурі повітря t=11 0С за додатком Б кінематичний коефіцієнт в’язкості повітря n: n = + =14,07·10 -6 м2/с. Розраховуємо критерій Рейнольдса на різних відстанях від передньої кромки пластини за формулою (7.1). При х1= 0,1·l : . При х2= 0,3·l : . При х3= 0,5·l : . При х4= l : . Оскільки для перших 3-х значень критерій Рейнольдса Reх < 5·105, то для них режим руху повітря– ламінарний, для 4-го значення режим руху повітря - турбулентний. 8.2 Розраховуємо товщину турбулентного гідродинамічного пограничного шару на різних відстанях від передньої кромки пластини за формулою [2] . (8.1) При х1= 0,1·l : [м]. При х2= 0,3·l : [м]. При х3= 0,5·l : [м]. При х4= l : [м]. 8.3 Установлюємо критерій Нуссельта на різних відстанях від передньої кромки пластини за формулою [2],[3] . (8.2) Коефіцієнт беремо з задачі 6: =0,7052 При х1= 0,1·l : . При х2= 0,3·l : . При х3= 0,5·l : . При х4= l : . 1 2 3 4 5 6 7 8 |