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:

х, м

0,031

0,093

0,155

0,31

dлх, мм

1,126

1,952

2,52

3,562

aх, Вт/(м2·0С)

30, 729

17,741

13,742

9,717

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

скачати

© Усі права захищені
написати до нас