Е.А. Краснощёков - Задачник по теплопередаче, страница 12

! 0 « 1 1 ! = 3, 6 ! 0' . ( 7, 58 ! О е ) Та к как (Огр г), < 8 1 О', то естествен на я конвекци я не оказывает существенного влиян н я на теплоотда чу н режим течения м а с. ла — в аз к остный. Физические свойства масла: р, = 844 кг/мз; Рж = 30,8 104 Па с; Лг = 0,108 Вт/(и о С); срг = 1,846 кДж/(кг ' С); Р~ =- !98,2 1О о Па с. Расход масла пдэ и (В 10 ' )' О = рж гр — =- 844 0,6 = 2,53 10 кг/с. 4 ' 4 Число с(Г 46 срг 4'2 53'!Π— э 1 846,!Оэ 550; л1 Лг 3 14 1.0 0 !08 1 — — < 0,05н, следовательно, формула (5-1) применима. Рег г( Поправка на гидродинамический начальный участок ! ! ! 1 — — — з — — 0,0955 < 0,1 и йе«с! 1310 8 10 з в=0,6(0,0955) !/г(! +2,5 0,0955) = 1,05.

с)испо 4Осдг ~пг = — ' Рог =' —,' а = 1"г ! '«1!.г /ж — /с индексы «с» н «г» означшот, что физические свойства жидкости аы. бнраются соответственно при температуре стенки /, и температуре Го=0,5(Г«+/,); Š— ПОПраВКа На уЧаСтОК ГидрОднваМНЧЕСКОВ Стабнлизации: а=0,6~ — — ) (1 ! 2,5 — — ) Эта поправка вводится, когда перед обогреваемым участком трубы нет участка гидродинамической стабилизации п 1 — — ". О,!.

)се>к 8 Формула (5-1) справедлива при Ре„<2300; — — ~ 0.05; (Ог Рг)г «:. 8 !Оа; 0,07 ~ — «,!500 *. Нс Рег «! рж В рассматриваемом случае /«=80'С! /,=20'С и /,=50 С. ° ПосРалха ил влаааис с«Рсмслкмх своаств а фоРмУле (З.П (Нж/Ис) ' «еслровсдллоа длл газо«. 66 гз?308!оы 1 05=10 !98,2 ) озффициент теплоо чн 0,108 а=Хне — =!0,2 ' =138 Вт/(мэ'С). " с( ' 8.10 5-2. Определить температуры масла на входе и выходе из трубки и падение давления по длине трубки в условиях задачи (5.!). Ответ /гкт= 82'С; /жэ = 78 С' бр=1640 Па.

Решение При решении задачи (5-1) имеем: а=138 Вт/(мз'С); Гм =80' С; /,=20' С; 6=2 53 1О-э кг/с. Количество передаваемой теплоты Я вЂ”.— а (/ж — /с) пс(! =! 38 (ВΠ— 20) 3,14 8 1О з ° 1,0 = 20? Вт. 207 Оср.,х 2 53.10 — з 2 03!О' э=4С а сРеднее арифметическое значение температуры масла =05(А,~+й«э)=ВОС, откуда !мг=82'С и !„а=78'С. 5' Теплоемкость масла прн г =80'С ср —— 203 кДж/(кг'С) и изменение температуры масла по длине трубки При вязкостном неизотермнчсском зеченнп жидкости в трубах коэффициент сопротивлении трсипя можно определить по следу|ошей формуле (19): (5-2) глс ьч - коэффициент сопро~ивлсоня трепни ирп изотсрмпчсском теис ~пи: Ее рс и =- С(рег — ) рзгг I прн Рс; г(1! 1500; С=2,3; т — — .— 0.3, прп Рс, г(1!>! 500; С=О,53э; т:. "-(),!.

В рассматриваемом слу ис тсмцсрзз ура чисти па входе =-82'С н прн этой температуре г,„,;,=20! ьЧжГ(кг "С); г.„, = =-0,105 Вг)(м '" С); р,ш =-29.7 Па с. У!з рспш шя задачи (3-1) имеем: )(с., = — 13!О н р,.— — !982 Пп с; р.,;=-844 кг/ч', и =0,6 и/г, тогда г( 46 срг 4.2.53'!О 2,04.!Оз ! л! У.„ц 3,!4 1,0 О,!05 г( тпл как Рс, — !500, то С;. 2,3 и и - — О,З. Покзззгсш степени л и фортОлс (5-2) !98,2,—,',гш и — 2,3(623) '" ) — — ) — (),3.

, 29,7, 1'оэффгшиепт сопротивления трения Падение давления „р„, и'е ! 844 О,бз ! Др = с — "' — .== 0,0865 ', —. 1640 Па. 2 г( 2 810 Б-3. !(ак изменится значение среднего коэффициента геплоотдачи в условиях задачи 5-1, если длину трубы уменьшггть в 5 раз (17(= =25 вместо 1(г(= !25), а вес остальные условия сохранить без изменения. Результат расчета сравнить с ответом к задаче 5-1.

Ответ сс'= 262 Вт((мз ' С). Средний по длине коэффициент теплоотдачи увеличится в 1,9 раза. 6-4. Определить гидравлическое сопротивление в условиях задачи 5.3. Ответ сравнить с результатом расчета задачи 5-2. Ответ Ьр'=2?6 Па. Гидравлическое сопротивление уменьшатся в 5,8 раза. Б-Б. Как нзмепитсв средний коэффициент теплоотдачи при пязкостном режиме течения жидкости в трубе, еш!н скорость жидкости возрастет соответственно в 2 и 4 раза, а диаметр трубы, средняя температура жидкости и температура стенки останутся неизменоправки на участок стабилнсоответстиенно в 2 ' ~и 1,26 ,!уз Хц и коэффициента теплоотидкости в трубе, если диа- 2 и 4 раза, сохранив средуру стенки постоянными; а) ) при постоянном расходе оправки на участок стабилиХп, увеличится соответстфнциент тсплоотдачи уменьц, от значения диаметра ие ~ьшится соответственно в 2 двиясется вода со скоростью си 1;=50'С, Какую длину ратуре воды на входе (:ю= рубки была !ч;а=20'С7 ными.

При расчете измененном значения п хапни е пренебречь. Ответ Коэффициент теплоотдачи возрастет и 4 Д = 1,59 раза. 5-6. Как изменятся значении числа дачи при вязкостном режиме течения ж метр трубы увеличить соответственно в нюю температуру жидкости в температ при постоянной скорости жидкости и б жидкости. При расчете изменением аначения п пацци а пренебречь. Ответ а) Ппи неизменной скорости число вснцо в 2 г = 1,59 и 4 г =2.52 раза.

Коэф .з згз шигся соответственно в 1,26 и 1,59 раза. б! При неизменном расходе число Х зависит. Коэффициент теплоотдачн уме и 4 рззз. 5-7. По трубке дпзмегром г(=6 мтг ш —.-04 и/с. 1смперзтура стенки труб~ должна иметь трубка, чтобы при темпе = 10' С ее температура на выходе из т Ответ 1=0,76 м, Решение Прн средней по длине температуре Гж =-0 5(!жх+!жз) = 0 5 (10+20) = !БР С кинематическая вязкость воды чж=1,16 1О-' мз(с н число Рей- нольдса пл! 0,4 6 1О Кеж — — — — — ' — — 2065. тж 1,16 10 Режим течения ламинарный. При температуре !г=0,5(ба+!.) = =05(16+50) =32,5 С чг = 0,769 10 з м~!с; ()г — — 3,37.10 4 К г ", Ргг=--5,И; (Гс !ж) г(~ (Ог Рг).

= Брг ', Р, = тг (50 — !5) (6 10 з)в =.— 9,81.3,37 10 4 5,14 =-2,!7 !О 8 10 . (ОПБО 10 а)а Слсдоватслыю, рсжнм пязкостиьп!, и для определения коэффициента теплоотдачи воспользуемся формулой (5-!). Так как относи- 69 тельнан длина трубки кам неизвестна, задачу решаем методом по. слсдоватсльпьж приближений. Задаемся отпоснгелылой длиной труо. и //л/= !00 п, следователь. о, /= !00 6 !О""=0 6 м. Физические свойства воды: при /;,:.—. 15' С !ш:==! 155 !О л Па. с, р, -:999 кг/и'; при /,=32,5'С г„=063! Вт/(м 'С), сг,,=4,!74 кЛлк/(кг 'С); при 1. = 50' С р л = 549,4 ! 0-' Па с. Расход волы пбз 3П4(6 10 з)' О =-рж ш — =-.

999 0,4 =-0,0113 кг/с. 4 ' 4 Число г/ 46 срг 4'0 0113 4!74 — !59. / и/ )г 3 14 0,6 0,63! Г!оправка па участок гндролнпачической стабилизьппп /!ОО ! — л/г / !00'! —.0,6[ — ~ ~!+2,5 — ) =1,04. ,2065~ , ' 2065) Число г! ')'/з /!ллн'о'ч, /!155 Уо'" Кп, =- !,55(Рел, — ) ( — ! е =- 1,55 (Б9)л/л( — ) 1,04 —. 9,7. Козффиппспт тсплоогдачн Х„ 0,63! = Кп„— — - 9,7 ', — 9320 Вт/(л з ' С). с/ ' 610' Количество передаваемой теплоты /С = Осрж (/жз — /ж!) = 0,01!3 4187 10:= 473 Вт, гдс с,„„выбирается по срелпей температуре жидкости !. —.-!5 С. С другой стороны, колкчество передаваемой гсп,лоты Г'„Л = а (/с — 1ж) пс/1. Таким образом, н резулыате первого приближения находим: 1 - —, — 0,705 л!. 1) 4?3 а(/с — /я!) зп( !020 (50 — !5) 3,14 6.10 з Так как принятая длина трубки с достаточной точностью совпадает с полученной в результате второго приближения, то третьего приближения делать не нужно и можно принять 1=0,?6 и.

5-8. Вода со скоростью ш=0,2 и/с движется по трубке диаметром г/=4 мм н длиной 1=200 мм. Температура стенки трубы /!=70' С. Какая будет температура воды па выходе из трубки, если на входе она имеет температуру /ыч= !О'С. Ответ 1жз — — 27' С, 5-9. По трубке днаметром с/=!О мм течет масло марки МК. Температура масла ва входе а трубку /, =ВО'С. Расход масла О= =120 кг/ч. Какую длину должна иметь трубка, чтобы прн температуре стенки /л 30'С температура масла на выходе из трубки /на равнялась 76' С? Ответ С = 1,66 м. 5-10.

Определить гидравлическое сопротивление при течении масла по трубке в условиях задачи 5-9. Сравнить результат расчета с гидравлическим сопротивлением при изотермическом течевин масла при той же температуре на входе в трубку. Ответ Падение давления по длине трубки Ар=2,55 !О' Па. При пзотермическои течении Лр, = 1,05 10' Па, т. е.

примерно в 2,5 раза меиыпе. 5-11. По трубкам радиатора диаметром с(=5 ми и длиной != =0,4 и течет масло марки МС-20 (рис. 5 2). Температура стенок трубок /,=30' С. Средняя температура масла по длине радиатора / =70' С. Определить общес количество отдаваемой теплоты, если радиатор имеет и 120 параллельно включенных трубок, а общий расход масла через радпатор сглставляет 0=2,5 кг/с. Длн второго приближения выбираем /=0,75 и и повторяем Н ;!асчет. Получаем: Ро, — =!83; в= 1,03; г!!ь =-8,94; а=-.940. В рсзультатс оторого приближения получаем: 4?3 / — з †.

0,765 м. 940 35 3,14 6 !О '' Рис. 5.2. К задаче 5.11. Рис. 5-3. К задаче 5-!3. 70 71 Отлет >7 —.- 9,1 кВт. б-!2. Опрслсжпь гнлрж»пжеслае сапротнилснпс и >ющность (бсз учета и и. л. насоса), затрач,жнецу.а па прокачку масла чсрсз радиатор, в условных ззлачн 5-1!. При расчсге припять тсмкераг>- ру нь в>одс в радиатор 1,«; — 0 С; местные сопроп>всегдя »с у >игпи»ть. Ответ >>р=6,85 10«Па; 1>1=0,2 кВт, 5-13. Как изыснятся коэффицпснт теплао >дачи, каличсстпо персдавасмой тсплоты и перепад дав.>опий в условиях задач 5-11 и 5-12, если вместо одного радиатора с трубками длиной 1 =400 мм поставить два параллюи,но включеннык радиатора с трубками длн. ной 1'=200 мм, сохраняя все остальные условия тсчи же, что в задаче 5-11 (рнс.