для теплоэнергетики. Кафедра Металлургических Технологий Домашняя работа Предмет Тепломассообмен Выполнил Иваненко С. А. Группа птэ 1231 Проверила Куницина Н. Г. Вариант 5 Д Новотроицк 2014 Домашняя контрольная работа
![]()
|
Министерство науки и образования РФ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский технологический университет «МиСис» Новотроицкий филиал Кафедра Металлургических Технологий Домашняя работа Предмет: Тепломассообмен Выполнил: Иваненко С.А. Группа: ПТЭ 12-31 Проверила: Куницина Н.Г. Вариант: 5 «Д» Новотроицк 2014 Домашняя контрольная работа Задача №1 Условие задачи: На наружной поверхности вертикальной трубы диаметром d=0,038 [м] и высотой h=2 [м] конденсируется сухой насыщенный пар при давлении ![]() ![]() Решение: Пункт 01: Табличные данные термодинамических и теплофизических свойств, а также напор: Термодинамические свойства: При ![]() Температура насыщенного водяного пара: tн=191,6 °C Теплота парообразования: r=1971,3 [кДж/кг] Теплофизические свойства: При tср=(tс+tн)/2=(120+191,6)/2=155,8 °C Плотность: ![]() Коэффициент теплопроводности: ![]() Коэффициент вязкости: ![]() Число Прандтля: Prн=1,1; Prc=1,17 Напор: ![]() Пункт 02: Необходимо определить среднее значение коэффициента теплоотдачи для вертикальной трубы: ![]() Пункт 03: По критерию Рейнольдса необходимо определить режим движения водяного пара (ламинарный, турбулентный или смешанный): ![]() ![]() Так как число Рейнольдса значительно меньше критического значения, то данное движение водяного пара можно считать ламинарным течением для жидкой пленки. Пункт 04: Необходимо определить коэффициент волнового течения пленки: ![]() Пункт 05: Расчет коэффициента переменности теплофизических свойств пленки: ![]() Пункт 06: Находим средний коэффициент теплоотдачи для вертикальной трубы: ![]() Пункт 07: Находим средний коэффициент теплоотдачи для горизонтальной трубы: ![]() Пункт 08:Находим отношениемежду средними коэффициентами теплоотдачи для горизонтальной и вертикальной трубы: ![]() Ответ: Для горизонтальной трубы: ![]() ![]() ![]() Задача №2 Условие задачи: Паропровод с внешним диаметром d = 0,3 [м] проходит сначала по квадратному каналу, имеющему размеры 360*360, затем по коридору шириной b1 = 1,8 [м] и высотой h1 = 2,7 [м], и, наконец, по залу шириной b2 = 2,9 [м] и высотой h2 = 4,2 [м]. Длины канала коридора и зала настолько велики по сравнению с их поперечными размерами, что задачу можно рассматривать как двухмерную. 1) Определить приведенные степени черноты для всех трех случаев, если для поверхности трубы коэффициент излучения C1 = 3,8 Вт/(м2·К4), а для стен во всех трех случаях C2 = 4,4 Вт/(м2·К4). 2) Вычислить потери тепла излучением 1 пог. м паропровода к стенкам квадратного канала, если температура поверхности паропровода tn = 110 °С, а температура стенок канала tc = 18 °С. Решение: Пункт 01: Определим степень черноты паропровода во всех трех случаях: ![]() Е1 – плотность потока излучения поверхности паропровода ![]() Е0 – начальная плотность потока излучения ![]() С1 – коэффициент излучения поверхности паропровода [Вт/(м2·К4)]; T1 – температура поверхности паропровода [К]; ![]() ![]() ![]() ![]() Пункт 02: Определим степень черноты поверхности квадратного канала: ![]() Е2 – плотность потока излучения поверхности квадратного канала ![]() Е0 – начальная плотность потока излучения ![]() С2 – коэффициент излучения поверхности квадратного канала [Вт/(м2·К4)]; T2 – температура стенок канала [К]; ![]() ![]() ![]() ![]() Пункт 03: Найдем приведенную степень черноты в первом случае (квадратный канал): ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Пункт 04: Найдем приведенную степень черноты в первом случае (коридор): ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Пункт 05: Найдем приведенную степень черноты в первом случае (зал): ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Пункт 06: Определим потери тепла излучением 1 пог. м паропровода к стенкам квадратного канала: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() T2 – температура стенок канала [К]; ![]() Ответ: Q=365 [Вт]; ![]() ![]() ![]() Задача №3 Условие задачи: В цеховом помещении, где температура воздуха и стен tв=7 °С расположена горизонтальная труба наружним диаметром d=0,35 [м] и длиной l=25 [м]. Она имеет температуру на поверхности tп=90 °С и охлаждается за счет излучения и свободного давления воздуха. Определить: Коэффициент теплоотдачи конвекцией; Коэффициент теплоотдачи излучением; Тепловой поток от трубы раздельно естественной конвекцией и излучением; Потерю теплоты трубой. Решение: Пункт 01: Табличные данные: ![]() C0=5,67 – постоянный коэффициент излучения [Вт/(м2·к4)]; ![]() ![]() T1=363 – температура на поверхности горизонтальной трубы [к]; T2=280 – температура воздуха [к]. Пункт 02: Необходимо найти коэффициент теплоотдачи излучением: ![]() ![]() Так как F1/F2 стремится к нулю, то при упрощении уравнения ![]() ![]() ![]() Пункт 03: Необходимо определить коэффициент теплоотдачи конвекцией: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Nu– число Нуссельта; Gr – число Грасгофа; g– ускорение свободного падения [м/с2]; d – диаметр трубы [м]; ![]() ![]() ![]() tв – температура воздуха °C; T – температура воздуха [к]. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Пункт 04: Необходимо определить потерю теплоты паропроводом: ![]() ![]() ![]() ![]() F – площадь трубы [м2]; Q – потеря теплоты паропроводом [Вт]; ![]() ![]() ![]() Пункт 05: Необходимо найти тепловой поток от трубы раздельно естественной конвекцией и излучением: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Ответ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Справочная литература Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975. 368 с. Краснощеков Е.А. и Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче: Учеб. пособие для вузов. – 4–е изд., перераб. – М.: Энергия, 1980. – 288 с., ил. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник – М., 1983. Чечѐткин А.В. Высокотемпературные теплоносители. – М., Энергия, 1971. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М., «Энергия», 1973. Бухмиров В.В., Носова С.В., Ракутина Д.В. Нестационарная теплопроводность. Справочные материалы для решения задач: метод. указ. №1684, Иваново, 2005. – 32 с. Маковский В.А., Лаврентик И.И. Алгоритмы управления нагревательными печами – М., Металлургия, 1977. – 184 с. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.: Энергия, 1980. – 424 с. Зигель Р., Хауэл Дж. Теплообмен излучением. – М.: Мир, 1975. – 935 с. |