ргр ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА. RGR_po_TMO — копия (2). Содержание вариант 28 15 Стационарная теплопроводность

• Название: Содержание вариант 28 15 Стационарная теплопроводность
• Анкор: ргр ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА
• Дата: 18.01.2022
• Размер: 97.55 Kb.
• Имя файла: RGR_po_TMO — копия (2).docx
• Тип: Документы; #335299

СОДЕРЖАНИЕ

Вариант: 28

15 Стационарная теплопроводность

15.1 Стационарная теплопроводность в одно- и многослойной пластине при ГУ-I и ГУ-III

15.1.1. Для граничных условий первого рода (ГУ-I) определить тепловой поток , температуры поверхностей на стыках слоев для многослойной пластины. Заданы площадь теплообменной поверхности , количество слоев , толщина каждого слоя , коэффициент теплопроводности , а также температуры ограничивающих поверхностей и .

Дано:

,

Решение:

Найдём тепловой поток 𝑄



𝑄=𝑞⋅𝐹=1455,5884 ⋅100=145558,844 Вт

Из уравнения удельного теплового потока 𝑞 найдём 𝑇𝑤2 и 𝑇𝑤3 - температуры между слоями:





15.1.2. Для граничных условий первого рода (ГУ-I) численно определить тепловой поток и температуры поверхностей на стыках слоев для многослойной пластины. Заданы площадь теплообменной поверхности , количество слоев , толщина каждого слоя , параметры линейной зависимости коэффициента теплопроводности материала слоев от температуры , а также температуры ограничивающих поверхностей и .

Дано:



Определим коэффициент теплопроводности материала по средней температуре:







Определим тепловой поток через 3 слоя стенки:





Определим температуру между 1 и 2 слоем:


Определим температуру между 2 и 3 слоем:





15.1.3. Для граничных условий третьего рода (ГУ-III) определить стационарный тепловой поток , температуры омываемых поверхностей и температуры поверхностей на стыках слоев для многослойной пластины. Заданы площадь теплообменной поверхности , количество слоев , толщина каждого слоя , параметры линейной зависимости коэффициента теплопроводности материала слоев от температуры ,а также температуры омывающих сред и , коэффициенты теплоотдачи .

Дано: ; ; ; ;

Решение:

Определим тепловой поток через 2 слоя:



Определим температуру омываемых поверхностей:

откуда

откуда

Определим температуру между слоями:

откуда температура между 1 и 2 слоями:



Определим температуру между слоями между 2 и 3 слоями:





15.1.4. Для граничных условий третьего рода (ГУ-III) численно определить стационарный тепловой поток , температуры омываемых поверхностей и температуры поверхностей на стыках слоев для многослойной пластины. Заданы площадь теплообменной поверхности , количество слоев , толщина каждого слоя , коэффициент теплопроводности , а также температуры омывающих сред и , коэффициенты теплоотдачи .

Дано:
;



Решение:

Определим коэффициент теплопроводности материала по средней температуре:






Определим тепловой поток через 3 слоя:





Определим температуру омываемых поверхностей:

откуда

откуда

Определим температуру между слоями:

откуда температура между 1 и 2 слоями:



Определим температуру между слоями между 2 и 3 слоями:




15.2 Стационарная теплопроводность в одно- и многослойном полом цилиндре при ГУ-I и ГУ-III

15.2.1. Для граничных условий первого рода (ГУ-I) определить стационарный тепловой поток и температуры поверхностей на стыках слоев для многослойной круглой трубы с внутренним диаметром и длиной

Дано:

,

Определим тепловой поток через стенку:




Определяем температуры:







15.2.2. Для граничных условий первого рода (ГУ-I) численно определить стационарный тепловой поток и температуры поверхностей на стыках слоев для многослойной круглой трубы с внутренним диаметром и длиной

Дано:



Решение:

Определим коэффициент теплопроводности материала по средней температуре:







Определим тепловой поток через стенку:




Определяем температуры:








15.2.3. Для граничных условий третьего рода (ГУ-III) определить стационарный тепловой поток , температуры омываемых поверхностей и температуры поверхностей на стыках слоёв для многослойной круглой трубы с внутренним диаметром и длиной

Дано:

; ; ; ;

Решение:

Определим тепловой поток:



Рассчитаем термические сопротивления:










Тогда тепловой поток:



Определим температуру омываемых поверхностей:





Определим температуру между 1 и 2 слоями:




Определим температуру между 2 и 3 слоями:





15.2.4 Для граничных условий третьего рода (ГУ-III) численно определить стационарный тепловой поток , температуры омываемых поверхностей и температуры поверхностей на стыках слоёв для многослойной круглой трубы с внутренним диаметром и длиной

Дано:

;



Решение:

Определим коэффициент теплопроводности материала по средней температуре:







Определим тепловой поток:



Рассчитаем термические сопротивления:












Тогда тепловой поток:



Определим температуру омываемых поверхностей:








Определим температуру между 1 и 2 слоями:



Определим температуру между 2 и 3 слоями:




17 Лучистый теплообмен

17.1 Лучистый теплообмен твердых тел

17.1.1. Определить собственную излучательную способность каждого из двух тел, из которых одно (тело № 1) находится в полости другого (тело № 2), а также результирующий лучистый тепловой поток.

Заданы площади поверхности и каждого тела, степени черноты и и температуры и поверхностей.

Дано:



Решение:

Определим собственную излучательную способность:





Определим приведенную степень черноты системы тел 1 и 2:



Определим результирующий лучистый тепловой поток:



17.1.2 Рассчитать результирующий лучистый поток энергии между параллельными пластинами с равными площадями поверхности ( ) при отсутствии ( ) и при заданном количестве экранов между двумя пластинами со степенью черноты поверхности экранов

Дано:

; ; ; ; ; ;



Решение:

1. 
   (экранов нет)
   

Степень черноты системы тел:



Результирующий лучистый поток энергии между параллельными пластинами рассчитаем по формуле:

2. 
   
   

Степень черноты системы тел:



Результирующий лучистый поток:



18. КИПЕНИЕ И КОНДЕНСАЦИЯ

18.1 Кипение воды в большом объеме

Определить критическую плотность теплового потока ,кр, коэффициент теплоотдачи α и температуру обогреваемой поверхности при кипении воды в большом объеме. Заданы давление над жидкостью p и плотность теплового потока или температурный напор ΔT на обогреваемой поверхности.

Дано:



Решение:

Определяем коэффициент теплоотдачи:



Находим разность температур обогреваемой поверхности и температуры насыщения:






С помощью таблицы термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлению) находим

Находим температуру обогреваемой поверхности :



Находим критическую плотность теплового потока :







18.3. Конденсация паров воды на вертикальной плите

Определить локальную δ и среднюю толщину пленки конденсата , локальный α и средний коэффициент теплоотдачи и массу образующегося конденсата сухих насыщенных паров воды m на вертикально расположенной плите высотой H, также расстояния и , на которых начинается соответственно волновой и турбулентный режимы течения пленки конденсата.

Дано:



Решение:

С помощью таблицы термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлению) находим

Для расчёта теплоотдачи при конденсации с известной температурой обтекаемой поверхности все теплофизические свойства выбираются из таблиц по средней температуре плёнки (кроме ):



Определяем локальную толщину пленки конденсата:





Определяем локальный коэффициент теплоотдачи на поверхности вертикальной плиты :



Определяем массу образующегося конденсата сухих насыщенных паров воды :





Определяем средний коэффициент теплоотдачи , , :









Где:





Определяем расстояния и :











Определяем средний коэффициент теплоотдачи :







Определяем среднюю толщину пленки конденсата :





18.4. Конденсация паров воды на горизонтальной круглой трубе

Определить локальную δ и среднюю толщину пленки конденсата , локальный α и средний коэффициент теплоотдачи и массу образующегося конденсата сухих насыщенных паров воды т на горизонтально расположенной цилиндрической трубе с наружным диаметром d и длиной l.

Дано:

l=5.5

Решение:

С помощью таблицы термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлению) находим

Определим среднюю температуру пленки конденсата:



По таблице П.12 определим:

Коэффициент теплопроводности:



Коэффициент динамической вязкости:



Плотность:


Определим теплоту парообразования по температуре насыщения, по справочным материалам Таблица П.13:



Определим средний коэффициент теплоотдачи, формула 7.54





Определим среднюю толщину пленки, формула 7.26:

=

𝜑=0

Список литературы

1. 
   Александров А.А., Григорьев Б.А., Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник.-M.: Издательство МЭИ, 2003.
   
2. 
   Цирельман Н.М., Теория и прикладные задачи тепломассопереноса: Учеб. пособие/ Н.М.Цирельман. – М.: Машиностроение, 2011. – 503 с.