Основы теплообмена (Бабичева - Теплотехника), страница 3

Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник.31В таблице представлены физические свойства сухого воздуха приатмосферном (нормальном) давлении (760 мм рт. ст. = 101 325 Па =1,01325 бар)Таблица 2.31-я цифра0123456789d, мм20253035404550556065tж, °С30101520255354045500123456789ω, м/с567891011121314φ, град60657075805040302010варианта2-я цифравариантаЗадача 3По трубе внутренним диаметром d, мм и длиной L, м протекает вода со скоростью  м/с (рис.

2.3). Средняя температура воды – t, °С , авнутренней стенки трубы – tс, °С. Определите коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубы и передаваемый тепловой поток. Исходныеданные приведены в таблицах 2.4, 2.5.Рис. 2.3. Схема теплообмена к задаче 3.32Таблица 2.41-я цифра0123456789t, °С708075859590100105110115tс, °С40504555656070758085, м/с11,21,41,61,822,22,42,62,80123456789d, мм30354045555060657080L, м3567829101112варианта2-я цифравариантаТаблица 2.5Температураt,°СДавлениер, барПлотностьρ,кг/м3Теплоемкостьсp ,кДж/(кг ∙ °С)Теплопроводностьλ , Вт/(м ∙°С)Динамическаявязкостьμ · 106, Па∙сКинематическаявязкостьν · 106, м2/сЧислоПрандтляРrФизические свойства воды на линии насыщения1235678901,013999,94,2120,55117881,78913,67101,013999,74,1910,57413061,3069,52201,013998,24,1830,59910041,0067,02301,013995,74,1740,618801,50,8055,42401,013992,24,1740,635653,30,6594,31501,013988,14,1740,648549,40,5563,54601,013983,24,1790,659469,40,4782,98701,013977,84,1870,668406,10,4152,55801,013971,84,1950,674355,10,3652,2133Окончание табл.2.5Физические свойства воды на линии насыщения12356789901,013965,34,2080,680314,90,3261,951001,013958,44,2200,683282,50,2951,751101,43951,04,2330,685259,00,2721,61201,98943,14,2500,686237,40,2521,471302,70934,84,2660,686217,80,2331,361403,61926,14,2870,685201,10,2171,261504,76917,04,3130,684186,40,2031,171606,18907,44,3460,683173,60,1911,101707,92897,34,3800,679162,80,1811,0518010,03886,94,4170,674153,00,1731,0019012,55876,04,4590,670144,20,1650,9620015,55863,04,5050,663136,40,1580,9321019,08852,84,5550,655130,50,1530,9122023,20840,34,6140,645124,60,1490,8923027,98827,34,6810,637119,70,1450,8824033,48813,64,7560,628114,80,1410,8725039,78799,04,8440,618109,90,1370,8626046,94784,04,9490,605105,90,1350,8727055,05767,95,0700,590102,00,1330,8828064,19750,75,2300,57498,10,1310,9029074,45732,35,4850,55894,20,1290,9330085,92712,55,7360,54091,20,1280,97Источник.

Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник.34Задача 4Горизонтальная труба длиной L, м и наружным диаметром d, м расположена в помещении, температура воздуха в котором tв, °С. Средняятемпература поверхности трубы tс, °С. Определите величину коэффициента теплоотдачи от трубы к воздуху, а также тепловой поток, теряемыйтрубой.

Исходные данные приведены в таблице 2.6.Таблица 2.61-я цифра0123456789tв, °С201030604070501008090tс, °С1801001101201301401501601701900123456789d, м0,0570,060,070,080,090,10,110,120,130,14L, м12345678910варианта2-я цифравариантаЗадача 5Паропровод диаметром d2/d1 (рис. 2.4) покрыт слоем совелитовойизоляции толщиной δ2, мм. Коэффициенты теплопроводности материалатрубы λ1, изоляции λ2= 0,1 Вт/(м·К). Температуры пара tж1 и окружающего воздуха tж2, °С. Требуется определить линейный коэффициенттеплопередачи kl, Вт/(м2·K), линейную плотность теплового потока ql,Вт/м и температуру наружной поверхности паропровода t3, °С.

Исходные данные приведены в таблице 2.7.35Рис. 2.4. Расчетная схема паропроводаТаблица 2.71-я цифра0123456789d1, мм200190180170160150140130120110d2, мм216206200180170160150140130120δ2, мм12010011015014013012090807030355040504540453530300200150160170180220240260280вариантаλ1,Вт/(м·К)tж1, °С36Окончание табл. 2.72-я цифравариантаα1,Вт/(м2·К)α2,Вт/(м2·К)tж2, °С0123456789100801201401601802002202402608,510121520253035404525201530403525201510Задача 6Определите поверхность нагрева стального рекуперативного газовоздушного теплообменника (толщина стенок δс = 3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей (рис.

2.5).Рис. 2.5. Схема движения теплоносителей в теплообменном аппарате37Объемный расход топочных газов при нормальных условиях Vн, м3/ч,средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности нагрева α1,Вт/(м2·К), от поверхности нагрева к воде α2 = 500 Вт/(м2·К), коэффициент теплопроводности материала стенки трубы (стали) λ = 50 Вт/(м·К),начальные и конечные температуры газа и воды равны соответственноt1.н , t1.к , t 2.н и t 2.к ,°С, теплоемкость топочных газов сг = 1,15кДж/(кг·К), плотность г = 1,23 кг/м3. Определите также расход воды G,кг/ч через теплообменник.

Изобразите график изменения температуртеплоносителей для обеих схем. Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.8.Таблица 2.81-я цифра0123456789Vн·10-3, м3/ч15202550454035305510α1, Вт/(м2·К)706075456555504035300123456789варианта2-я цифравариантаt1.н , °С500 480 460 440 420 400 380 360 340 320t1.к , °С250 240 230 210 200 180 160 130 140 120t 2.н , °С101520t 2.к , °С9095100 105 110 115 120 120 130 1002538303540455015Задача 7Электрошина сечением 100х10 мм2 и удельным сопротивлением ,установленная на ребро, охлаждается свободным потоком воздуха, температура которого tж. При установившейся электрической нагрузке температура электрошины не должна превышать 70 °С. Вычислить коэффициент теплоотдачи , величину теплового потока, теряемого в окружающую среду, если длина электрошины L, и допустимую силу тока.Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.9.Рис. 2.6.

Схема обтекания электрошины потоком воздухаТаблица 2.91-я цифраварианта0123456789·103, (ом.мм2)/м283 270 260 250 240 290 292 300 310 320tж1, °С101216182022242628300123456789123456789102-я цифравариантаL, м39Задача 8Пятирядный коридорный пучок труб диаметром d, мм (расстояниемежду осями труб по ширине пучка S2 = 60 мм, расстояние между осямидвух соседних рядов S1 = 73 мм) омывается поперечным потоком воздуха с температурой tж, °С.

Определите среднее значение коэффициентатеплоотдачи для пучка αср, Вт/(м2·К), если скорость движения воздуха вузком сечении  м/с и угол атаки потока воздуха φ, град. Исходныеданные приведены в таблице 2.10.Рис. 2.7. Схема обтекания пучка труб потоком воздухаТаблица 2.101-я цифра варианта0123456789d, мм32343638404244464850t, °С402030504535251510602-я цифра варианта0123456789ω, м/с1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0φ, град9070654060555045403530НЕСТАЦИОНАРНЫЙ РЕЖИМЗадача 1Определите температуру в центре tц, °С и на поверхности tп, °С цилиндра диаметром d, м и длиной l, м через 5 часов после помещения егов печь.

Начальная температура цилиндра tн, температура внутри печи tж,°С, коэффициент теплопроводности материала цилиндра λ, Вт/(м·К),теплоемкость с, кДж/(кг·К), плотность  кг/м3, коэффициент теплоотдачи α, Вт/(м2·К). Определите также среднеобъемную температуру цилиндра через 5 часов после начала нагрева и количество теплоты, затраченной на нагрев до температуры tж. Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.11, υ0/υ′ и υп/υ′ – на рисунках 1.8, 1.9.Таблица 2.111-я цифравариантаλ,Вт/(м·К)с,кДж/(кг·К), кг/м3α,2Вт/(м ·К)2-я цифраварианта0123456789354560655055403746520,68 0,50 0,50 0,55 0,45 0,47 0,57 0,60 0,65 0,667800 7900 7200 7300 7400 7500 7600 7700 7550 745023220015010050751251752201800123456789d, м0,30 0,25 0,45 0,50 0,55 0,75 0,20 0,40 0,50 0,60l, м1,00,81,21,51,61,11,01,31,61,7tн, °С20253035404550556065tж, °С10008009008509501100 1150 1020 1030 104041Задача 2Пластина (брикет) сливочного масла (размером А.В.D мм) охлаждается в холодильной камере, температура воздуха в которой tж, °С.Начальная температура брикета tн, °С.

Определите температуру в центрепластины tц, °С через τ мин после начала охлаждения, а также количество теплоты Q(τ), кДж, отводимой от пластины. Коэффициент теплоотдачи принять равным  Вт/(м2·K). Теплофизические характеристикиматериала: λ, Вт/(м·К), a, м2/с, с, кДж/(кг·К). Рассчитайте такжесреднеобъемную температуру пластины через 5 часов после началаохлаждения. Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.12,пи Q (τ)/Q – на рисунках 1.7 и 1.10.Таблица 2.121-я цифраварианта0123456789A, мм500 600 700 800 900 450 550 650 750 850B, мм500 600 700 800 900 450 550 650 750 850D, мм50607080904555657585tн, °С-10-5-6-7-8-9-11-12-13-14tж, °С201014161817151922210123456789τ, час4,02,03,05,01,52,53,54,55,56,5α, Вт/(м2·К)252030354045505560652-я цифраариантаλ, Вт/(м·К)0,19 0,17 0,18 0,22 0,24 0,23 0,21 0,20 0,16 0,19а.108, м2/с4,55,85,354,74,85,24,64,24,3с, кДж/(кг·К)5,63,74,24,75,25,04,45,45,85,742БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК1.

Александров А.А., Орлов К.А., Очков В.Ф. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. М.: Издательскийдом МЭИ, 2009. 224 с.2. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. Учебное пособие для вузов 3-е изд., репринтное. М.: ООО "ИД "БАСТЕТ", 2010.344 с.3. Рудобашта С.П. Теплотехника. Издание второе, исправленное и дополненное. М.: Издательство «Перо», 2014.

665 с.4. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. 2-еизд. М.: Энергоатомиздат, ООО «Книга по Требованию», 2012. 460 с.43Методическое изданиеСоставители:Рудобашта Станислав ПавловичБабичева Елена ЛеонидовнаОСНОВЫ ТЕПЛООБМЕНАМетодические указанияИздано в редакции составителейКорректура составителейОтпечатано с оригинала,Предоставленного составителямиПодписано в печатьФорматУсл.

печ. л. 2,75. Уч. изд. л. Изд. № . Зак.Издательство РГАУ-МСХА12750, Москва, Тимирязевская ул., 44Тел.: 8 (499) 977-00-12; 977-40-6444.