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
Розширення: docx
Розмір: 1186кб.
Дата: 26.05.2020
скачати
Пов'язані файли:
угода_2023_НОВА_.doc
ЗАДАЧА 16
Розглядається багатошарова плоска стінка. Товщина шарів стінки: першого шару d1= 0,08 м; другого шару d2= 0,11 м; третього шару d3= 0,12 м.
Коефіцієнт теплопровідності матеріалу першого та третього шарів стінки:
l1 = l3 = 2,04 Вт/(м·0С); коефіцієнт теплопровідності матеріалу другого шару l2 = 0,081 Вт/(м·0С). Температура внутрішнього повітря tв = 13 0С; температура зовнішнього повітря tз = -4 0С. Коєфіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні стінки aв = 8,7 Вт/(м2·0С); коєфіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні стінки aз=23 Вт/(м2·0С). Розрахункова площа стінки F = 25 м2.
Визначити: опір теплопередачі багатошарової плоскої стінки R0, м2·0C/Вт; коефіцієнт теплопередачі багатошарової плоскої стінки к, Вт/(м2·0С); густину теплового потоку q, Вт/м2; тепловий потік Q, Вт; температуру внутрішньої поверхні багатошарової плоскої стінки tс1; температуру на границі стикання першого та другого шарів стінки tс2; температуру на границі стикання другого та третього шарів стінки tс3; температуру зовнішньої поверхні стінки tс4.
РОЗВ¢ЯЗОК
16.1 Обчислення опору теплопередачі багатошарової плоскої стінки
Опір теплопередачі багатошарової плоскої стінки визначається за формулою
, (16.1) де
, (16.2) 
, (16.3) n - кількість шарів багатошарової плоскої стінки;
tс(і+1) - температура на границі стикання і-го та (і+1)-го шарів багатошарової плоскої стінки, 0C;
aв - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні стінки, Вт/(м2·0С);
aз - коєфіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні стінки, Вт/(м2·0С);
Rв - опір тепловіддачі внутрішньої поверхні стінки, м2·0C/Вт;
Rз - опір тепловіддачі зовнішньої поверхні стінки, м2·0C/Вт;
Rі - термічний опір і-го шару багатошарової плоскої стінки, м2·0C/Вт,
м2·0C/Вт.16.2 Розрахунок коефіцієнта теплопередачі багатошарової плоскої стінки
Коефіцієнт теплопередачі багатошарової плоскої стінки обчислюється за формулою
. (16.4) 
Вт/ (м2·0C).16.3 Визначення густини теплового потоку
Кількість теплоти, що передається від внутрішнього середовища до зовнішнього середовища через одиницю площі поверхні багатошарової плоскої стінки за одиницю часу (густина теплового потоку) розраховується за формулою
, (16.5) 
або q = к·(tв - tз), (16.6) де tв,tз-температура відповідно внутрішнього та зовнішнього середовища,0C.
Вт/м2.16.4 Обчислення теплового потоку
Кількість теплоти, що передається від внутрішнього середовища до зовнішнього середовища через багатошарову плоску стінку за одиницю часу (тепловий потік) розраховується за формулою
, (16.7)де F - розрахункова площа стінки, м2;
q - густина теплового потоку (кількість теплоти, що передається від внутрішнього середовища до зовнішнього середовища через одиницю площі поверхні багатошарової плоскої стінки за одиницю часу), Вт/м2;
к - коефіцієнт теплопередачі багатошарової плоскої стінки, Вт/(м2·0С);
R0 - опір теплопередачі багатошарової плоскої стінки, м2·0C/Вт;
tв, tз - температура відповідно внутрішнього та зовнішнього середовища (у даному випадку - повітря), 0C.
Вт.16.5 Визначення температур на границі стикання шарів стінки
Температури на границях стикання шарів багатошарової плоскої стінки розраховуються за формулою
, (16.8)де tс(і+1) - температура на границі стикання і-го та (і+1)-го шарів багатошарової плоскої стінки, 0C;
tв - температура внутрішнього середовища (повітря), 0C;
n - кількість шарів багатошарової плоскої стінки;
q - густина теплового потоку (кількість теплоти, що передається від внутрішнього середовища до зовнішнього середовища через одиницю площі поверхні багатошарової плоскої стінки за одиницю часу), Вт/м2;
Rв - опір тепловіддачі внутрішньої поверхні стінки, м2·0C/Вт;Rі - термічний опір і-го шару багатошарової плоскої стінки, м2·0C/Вт.
Температура внутрішньої поверхні стінки
0C;температура на границі стикання першого та другого шарів стінки
0C;температура на границі стикання другого та третього шарів стінки
0C;температура зовнішньої поверхні стінки
0C.Відповідь:R0=1,614 м2·0C/Вт; к=0,619 Вт/(м2·0С); q=10,533 Вт/м2; Q=263,325 Вт; tс1 =11,789 0С; tс2 = 11,376 0С; tс3 = -2,928 0С; tс4 = -3,5470С.
ЗАДАЧА 17
Розглядається сталевий трубопровід, який укрито шаром теплової ізоляції. Внутрішній діаметр сталевого трубопроводу d1 = 275 мм; зовнішній діаметр сталевого трубопроводу d2 = 285 мм; товщина шару теплової ізоляції d2 = 0,05 м. Коефіцієнт теплопровідності сталі l1 = 50,8 Вт/(м·0С); коефіцієнт теплопровідності шару теплової ізоляції l2 = 0,072 Вт/(м·0С). Температура води, що рухається у трубопроводі tв = 143 0С; температура оточуючого трубопровід повітря tз = 21 0С. Коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні ізольованоі стінки трубопроводуaв = 6330 Вт/(м2·0С); коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні ізольованої стінки трубопроводу aз = 8,0 Вт/(м2·0С). Довжина трубопроводу l = 19 м.
Визначити: лінійний термічний опір теплопередачі ізольованої стінки трубопроводу Rl , м·0C/Вт; лінійний коефіцієнт теплопередачі ізольованої стінки трубопроводу кl , Вт/(м·0С); лінійну густину теплового потоку ql , Вт/м; тепловий потік Q, Вт; температуру внутрішньої поверхні ізольованої стінки трубопроводу tс1, 0С; температуру на границі стикання поверхні сталевого трубопроводу і шару теплової ізоляції tс2 , 0С; температуру зовнішньої поверхні ізольованої стінки трубопроводу tс3, 0С.РОЗВ¢ЯЗОК
17.1 Обчислення лінійного опору теплопередачі ізольованої стінки трубопроводу
Лінійний опір теплопередачі багатошарової циліндричної стінки (ізольованої стінки трубопроводу) визначається за формулою
, (17.1) де
, (17.2) 
, (17.3)Rl в - лінійний опір тепловіддачі внутрішньої поверхні багатошарової циліндричної стінки (ізольованої стінки трубопроводу),м·0C/Вт;
Rl з - лінійний опір тепловіддачі зовнішньої поверхні багатошарової циліндричної стінки, м·0C/Вт;
Rl і - лінійний термічний опір і-го шару багатошарової циліндричної стінки, м·0C/Вт;
n - кількість шарів багатошарової циліндричної стінки;
d1 - внутрішній діаметр 1-го шару багатошарової циліндричної стінки, м.
dі - внутрішній діаметр і-го шару багатошарової циліндричної стінки, м.
aв - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні багатошарової циліндричної стінки, Вт/(м2·0С);
aз - коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні багатошарової циліндричної стінки, Вт/(м2·0С);
lі - коефіцієнт теплопровідності матеріала і-го шару багатошарової циліндричної стінки, Вт/(м·0C).
, м·0C/Вт. 17.2 Розрахунок лінійного коефіцієта теплопередачі ізольованої стінки трубопроводу
Лінійний коефіцієнт теплопередачі багатошарової циліндричної стінки (ізольованої стінки трубопроводу) визначається за формулою
. (17.4) 
Вт/(м·0С).17.3 Розрахунок лінійної густини теплового потоку
Кількість теплоти, що передається від внутрішнього середовища до зовнішнього середовища через багатошарову циліндричну стінку довжиною 1 м за одиницю часу, визначається за формулою
, (17.5) або ql = кl·p·(tв - tз), (17.6)
де tв - температура внутрішнього середовища (в цьому випадку - води), 0С;
tз-температура навколишнього середовища (в цьому випадку -повітря),0С.
Вт/м.17.4 Обчислення теплового потоку
Кількість теплоти, що передається від внутрішнього середовища до зовнішнього середовища через багатошарову циліндричну стінку за одиницю часу, (тепловий потік) розраховується за формулою
, (17.7) 
де l - довжина циліндра (трубопроводу), м.Q = 158,691·19 = 3015,129 Вт.
17.5 Визначення температур tс1, tс2 , tс3
Температури на границях стикання шарів багатошарової циліндричної стінки (ізольованої стінки трубопроводу) розраховуються за формулою
. (17.8) де tс(і+1) – температура на границі стикання і-го шару та (і +1)-го шару багатошарової циліндричної стінки (у цій задачі – ізольованої стінки трубопроводу), 0C;
tв - температура внутрішнього середовища (в даному випадку – води), 0С;
ql - лінійна густина теплового потоку (кількість теплоти, що передається від внутрішнього середовища до зовнішнього середовища через багатошарову циліндричну стінку довжиною 1 м за одиницю часу), Вт/м;
aв - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні багатошарової циліндричної стінки, Вт/(м2·0С);
d1 - внутрішній діаметр 1-го шару багатошарової циліндричної стінки, м,dі - внутрішній діаметр і-го шару багатошарової циліндричної стінки, м,
lі - коефіцієнт теплопровідності матеріалу і-го шару багатошарової циліндричної стінки, Вт/(м·0C).
Температура внутрішньої поверхні ізольованої стінки трубопроводу
0С;температура на границі стикання поверхні сталевого трубопроводу і шару теплової ізоляції
0С.температура зовнішньої поверхні ізольованої стінки трубопроводу
0С.Відповідь: Rl=2,414 м·0C/Вт; кl=0,414 Вт/(м·0С); ql=158,691 Вт/м; Q=3015,129 Вт; tс1 = 142,970С; tс2 = 142,953 0С; tс3 = 37,399 0С.
ЗАДАЧА 18
Розглядається сталевий трубопровід, який не укрито шаром теплової ізоляції. Внутрішній діаметр сталевого трубопроводу d1 = 275 мм; зовнішній діаметр сталевого трубопроводу d2 = 285 мм. Коефіцієнт теплопровідності сталі l1 = 50,8 Вт/(м·0С); коефіцієнт теплопровідності шару теплової ізоляції l2 = 0,072 Вт/(м·0С). Температура води, що рухається у трубопроводі tв = 143 0С; температура оточуючого трубопровід повітря tз = 21 0С. Коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні ізольованоі стінки трубопроводуaв = 6330 Вт/(м2·0С); коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні ізольованої стінки трубопроводуaз = 8,0 Вт/(м2·0С). Довжина трубопроводу l = 19 м.
Визначити: лінійний термічний опір теплопередачі стінки трубопроводу Rl , м·0C/Вт; лінійний коефіцієнт теплопередачі стінки трубопроводу кl , Вт/(м·0С); лінійну густину теплового потоку ql , Вт/м; тепловий потік Q, Вт; температуру внутрішньої поверхні стінки трубопроводу tс1, 0С; температуру на границі стикання поверхні сталевого трубопроводу tс2 , 0С; температуру зовнішньої поверхні стінки трубопроводу tс3, 0С.РОЗВ¢ЯЗОК
1 2 3 4 5 6 7 8