Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Теплопередача через оребренные стенки



Теплопередача от одной жидкости с t к другой с t , через оребренную стенку рассчитывается по формулам:

- для плоской стенки (рис. 5.10)

; (5.45)

- для оребренной стенки трубы

(5.46)

В формулах (5.45) и (5.46) приведенный коэффициент теплоотдачи (α пр) и площадь оребренной поверхности (Fрс) рассчитываются по формулам

(5.47)

(5.48)

где Fp - площадь поверхности ребра; n - число ребер.

Учитывая, что (5.47) можно принять

Контрольные вопросы и задания

1.Дайте определение эквивалентного коэффициента теплоотдачи (формула 5.8) " Эквивалентный коэффициент теплоотдачи - это...". Закончите фразу.

2.От наружной поверхности трубы диаметром d = 50 мм с температурой tc = 90 °С теплота передается к окружающему спокойному воздуху с температурой tж = 10 °С. Конвективный коэффициент теплоотдачи α = 8 Вт/м2К. Степень черноты поверхности трубы c = 0, 9.

Рассчитайте лучистый (α л) и эквивалентный ( экв) коэффициенты теплоотдачи.

3. Для условия предыдущей задачи сравните конвективный (α ) и лучистый (α л) коэффициенты теплоотдачи. Как изменится соотношение между ними:

а) при уменьшении температуры поверхности трубы до tc = 40 °С;

б) при увеличении температуры до tc = 120 °С?

Сделайте выводы.

4. По виду теплоносителей различают теплообменники водо-водяные, газо-водяные, газо-газовые. В каких теплообменниках и со стороны какого теплоносителя выполняется оребрение?

5. Поясните физический смысл коэффициента эффективности ребра. При каких условиях он растет?

6. Батарея отопления - чугунная труба с поперечными круглыми ребрами. Длина трубы lтр =1м, наружный диаметр трубы d = 60 мм, число ребер n = 50, диаметр ребер D = 120 мм, толщина ребер δ = 2 мм.

Рассчитайте площадь оребренной поверхности (Fpc).

7. Батарея отопления - чугунная труба с поперечными круглыми ребрами. Дано: длина трубы (lтр), наружный диаметр трубы (d), толщина ребер и их количество ( ), диаметр ребер (D), теплопроводность чугуна (λ ), температура наружной поверхности трубы (tc), температура окружающей среды (tж), коэффициенты теплоотдачи от межреберной поверхности (α с) и от ребер (α р).

Запишите все формулы, необходимые для расчета конвективной теплоотдачи (Q, Вт) от поверхности оребренной трубы.

Примеры решения задач

Задача №1. Рассчитать плотность теплового потока (q, Вт/м2), передаваемого через чугунную стенку трубы батареи отопления от горячей воды с температурой t = 70 °С к спокойному окружающему воздуху с температурой t = 20 °С, и температуры на поверхностях стенки (t1 и t2).

Толщина стенки трубы, коэффициент теплопроводности чугуна и степень черноты поверхности трубы равны соответственно δ с = 3мм, λ = 63 Вт/м К, c = 0, 9. Конвективный коэффициент теплоотдачи от воды к внутренней поверхности α 1 = 3500 Вт/м2 К, от наружной поверхности стенки трубы к воздуху α 2 = 6, 5 Вт/м2 К.

Решение

Для металлических труб, вследствие их высокой теплопроводности, пренебрегают кривизной стенки и расчет производят по формулам для плоской стенки. В этом случае расчетные уравнения для данной задачи обозначены номерами (5.5), (5.7), (5.9)-(5.12).

На наружной поверхности трубы - сложный теплообмен. Задаемся температурой этой поверхности. Пусть t2 = 69 °С.

Рассчитываем

Из уравнения (5.11) находим температуру t2:

Отличие найденной температуры t2 от заданной составляет 0, 77 °С, т.е. меньше одного градуса, и повторение расчета при t2 = 69, 77 °C практически не изменит величину q= 652 Вт/м2.

Определим температуру на внутренней поверхности трубы по формуле (5.10):

Ответы: q = 652 Вт/м2, t1 = 69, 8 °С, t2 = 69, 77 °С.

Задача №2. Водяной экономайзер выполнен из круглых ребристых чугунных труб наружным диаметром d=76 мм. Диаметр ребер D = 200 мм, толщина ребер δ р=5 мм.

Определить количество теплоты, которое будет передаваться от горячих газов к наружной поверхности одной трубы, и температуру на торце ребра, если температура газов tж = 400 °С, температура у основания ребер t1 = 180 оС, длина обогреваемой части трубы lтр = 3 м, количество ребер n = 150. Коэффициент теплоотдачи от газов к оребренной поверхности α = 46, 5 Вт/м2 К, коэффициент теплопроводности чугуна λ = 52, 4 Вт/м К.

Решение

Для определения теплового потока, воспринимаемого круглым ребром (Qp)необходимы следующие величины:

Тогда

Площадь межреберной поверхности

Тепловой поток, воспринимаемый межреберной поверхностью,

= 46, 5 · 220 ·0, 537 = 5493, 5Вт.

Тепловой поток, передаваемый от горячих газов к оребренной трубе,

Q = nQP + Qc = 150·321, 9 + 5493, 5 = 53, 8 кВт.

Для определения температуры торца ребра рассчитаем

Тогда

=400-88, 2 = 311, 8°С.

Ответы: Q= 53, 8 кВт, t = 311, 8 °С.


Поделиться:



Популярное:

  1. V. Механизм, преобразующий крутящий момент, передающийся от двигателя через сцепление, по величине и направлению, позволяет отключать двигатель от ведущих мостов на длительное время.
  2. Активный транспорт веществ через мембраны происходит в результате
  3. Алгоритм сложения однозначных чисел с переходом через десяток
  4. Больная 60 лет поступила через 24 часа с момента заболева-ния с болями в верхней трети правого бедра и пальпируемым
  5. Больной оперируется по поводу острой кишечной непроходи-мости через 12 часов с момента заболевания. На операции об-
  6. В процессе измерения не следует прикасаться к соединительным проводам, клеммам и элементам испытуемой цепи для исключения протекания тока через тело работающего с прибором.
  7. Власть эксперта. Влияние через разумную веру
  8. Власть эксперта. Влияние через разумную веру
  9. Власть, основанная на вознаграждении. Влияние через положительное подкрепление
  10. Воздействие холода на организм человека. Моделирование переноса тепла через простой слой и пакет одежды
  11. Выпуск раствора с регулируемым противодавлением на пласт через затрубное пространство при помощи дросселя.
  12. Выражение мощности через симметричные составляющие


Последнее изменение этой страницы: 2016-05-29; Просмотров: 1700; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.014 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь