Задача№ 2. Воздух при атмосферном давлениисо средней температурой t_ж протекает по горизонтальной трубе. Расход воздуха m,кг/с, внутренний диа­метр трубы d, мм, длина l, мм. Средняя температура стенки трубы t_c. Найти:

1) средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке трубы;

2) тепловой поток;

3) во сколько раз изменится коэффициент теплоотдачи, если скорость воздуха увеличить в 2,5 раза?

4) во сколько раз изменится коэффициент теплоотдачи, если уменьшить диаметр трубы в 2 раза при неизменном расходе газа?


Таблица №2 – Исходные данные для решения задачи №2

Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки	Температура газа, tж, 0С	Расход газа, m, кг/с	Последняя цифра шифра зачетной книжки	Диаметр трубы, d, мм	Длина трубы, l, м	Температура стенки, tc,, 0С
1	400	0,25	0	80	10	150
2	50	0,20	1	90	12	0
3	200	0,40	2	100	15	50
4	75	0,30	3	110	18	20
5	100	0,10	4	120	13	50
6	300	0,40	5	110	14	100
7	200	0,35	6	100	11	30
8	180	0,40	7	90	16	50
9	110	0,30	8	115	17	30
0	120	0,35	9	95	20	40

---

Задача №3 По стальному трубопроводу диаметром 60 мм, толщиной стенки трубы δ₁= 3,5 мм с коэффициентом теплопроводности материала трубопровода λ= 42 Вт/м⁰С движется пар при давлении Р, Па. Коэффициент теплоотдачи от пара к трубе α₁, Вт/м² °С. Окружающий наружный воздух имеет температуру t_ж2 °С. Найти тепловые потери с единицы длины: а) если трубопровод не изолирован и охлаждается воздухом с коэффициентом теплоотдачи α₂ = 20 Вт/м² °С; б) если трубопровод изолирован слоем пеношамота толщиной δ₂ мм с коэффициентом теплопроводности λ= 0,28 Вт/м ⁰С и охлаждается воздухом с коэффициентом теплоотдачи α₂ = 15 Вт/(м²·С⁰). Определить температуры на поверхностях трубопровода t_c1 , t_c2 и температуру на поверхности пеношамота t_c3. (Температуры насыщения при заданном давлении берутся из термодинамических таблиц приложение А)
Таблица №3 – Исходные данные для решения задачи №3

Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки	Давление пара, Р, Па	Температура окружающего воздуха, tж2, °С	Последняя цифра шифра зачетной книжки	Толщина пеношамота, δ2, мм	Коэффициент теплоотдачи со стороны пара, α1, Вт/м2 0С
1	125∙105	20	0	70	1110
2	137∙105	22	1	75	1115
3	146∙105	24	2	72	1120
4	155∙105	18	3	69	1128
5	165∙105	20	4	66	1130
6	112∙105	23	5	68	1125
7	175∙105	19	6	66	1142
8	146∙105	21	7	72	1135
9	155∙105	25	8	74	1145
0	165∙105	22	9	70	1150

---

---

Задача 4. В теплообменном аппарате типа «труба в трубе» греющая вода с температурой t₁' (⁰С) и расходом G₁ (кг/с) движется по внутренней стальной трубе диаметром d₂/d₁=40/37 мм. Коэффициент теплопроводности стали λ=50 Вт/м ⁰С. Нагреваемая среда движется по кольцевому зазору между трубами со скоростью ω₂ (м/с) и нагревается от температуры t₂' (⁰С) до t₂" (⁰С). Внутренний диаметр внешней трубы d₃=60 мм.

Требуется:

1. Определить поверхность теплообменного аппарата.

2. Определить конструктивные размеры теплообменного аппарата.

3. Построить графики изменения температур теплоносителей.

Исходные данные для различных вариантов приведены в таблице.

Физические свойства теплоносителей приведены в приложении Б.
Таблица 4 - Исходные данные для решения задачи №4

Пред- последняя цифра шифра зачетной книжки	Тип движения теплоносителя	Начальная температура горячего теплоносителя, t1', 0С	Расход греющего теплоносителя, G1, кг/с	Последняя цифра шифра зачетной книжки	Нач. температура нагреваемой среды , t2', 0С	Конечная температура нагреваемой среды, t2", 0С	Скорость движения нагреваемой среды, ω2, м/с	Нагреваемая среда
0	прямоток	130	2,3	0	15	80	8	воздух
1	- «-	135	2,2	1	15	85	0,6	вода
2	- «-	140	2,1	2	15	90	10	воздух
3	- «-	145	2,0	3	15	86	0,8	вода
4	- «-	150	1,9	4	15	84	0,9	вода
5	противоток	160	1,8	5	20	82	13	воздух
6	- «-	155	2,0	6	20	80	1,1	вода
7	- «-	150	2,1	7	20	80	1,2	вода
8	- «-	145	2,2	8	20	82	16	воздух
9	- «-	140	2,3	9	20	84	1,4	вода

---

Порядок расчета теплообменного аппарата
1. Определить тепловой поток, передаваемый через рабочую поверхность теплообменника.

Q= G₂c_p2(t₂"- t₂')

2. Определить конечную температуру горячего теплоносителя.

Для определения конечной температуры горячего теплоносителя составляется тепловой баланс исходя из условия, что тепловой поток переданный горячим теплоносителем равен тепловому потоку, полученному холодным теплоносителем. Теплопотерями в стенках теплообменника пренебрегаем.

G₁c_p1(t₁'- t₁") = G₂c_p2(t₂"- t₂')

3. Рассчитать скорость движения горячего теплоносителя.

Величина скорости движения горячего теплоносителя рассчитывается из уравнения неразрывности:

G = ωρF, кг/с

где: ω – скорость движения теплоносителя, м/с; ρ – плотность теплоносителя, кг/м³; F – площадь сечения канала, по которому движется теплоноситель, м².

4. Определить коэффициенты теплоотдачи на внутренней и внешней поверхностях трубы, по которой движется горячий теплоноситель.

Для определения коэффициентов теплоотдачи, необходимо установить режим движения теплоносителей (ламинарный, переходный, турбулентный) и выбрать соответствующие критериальные уравнения, решение которых позволит определить искомые величины - коэффициенты теплоотдачи α₁ и α₂.

Режим течения жидкости определяются по величине числа Рейнольдса

Re = ωd/ν,

где: d – определяющий размер- диаметр трубы, по которой движется теплоноситель, м ; ν – коэффициент кинематической вязкости, м²/с.

Если Re меньше критического Re_кр, то режим течения ламинарный. При движении жидкости в трубах Re_кр= 2*10³. По найденным значениям числа Рейнольдса определяется режим течения и выбираются соответствующие критериальные уравнения:

при ламинарном режиме течения

– режим ламинарный вязкостное течение (GrPr ≤ 8*10⁵)

---

Смотрите также файлы

• Рабочая программа профессионального модуля пм 02 Выполнение сервисного обслуживания бытовых машин и приборов по специальности.doc

• План мероприятий по повышению качества образования выпускников.docx

• Викторина рассчитана на знание учащимися сказок Сказка о попе и работнике его Балде, Сказка о рыбаке и рыбке.doc

• Механическая работа. Единицы работы.pptx

• Задача к теме 1.docx