ДЗ: Домашнее задание
Описание
Условия задания по дисциплине «Тепломассоперенос в НО»
(7 семестр, контрольный срок сдачи задания – 17 октября)
1. Определите массовый расход жидкого кислорода, необходимый для поддержания его температуры в топливном баке ракеты-носителя на уровне Tв ±DTв, при средней по поверхности бака плотности потока солнечного излучения qс, скорости ветра Vв, температуре Тн и относительной влажности jн наружного воздуха. Топливный бак имеет наружный диаметр dб, высоту H. Толщины и коэффициенты теплопроводности стенки бака и внутренней изоляции соответственно равны dб, lб и dи, lи. Степень черноты наружной поверхности бака равна ew2. Площадь поверхности верхнего (нижнего) днища бака равна Fд. Цифровые значения заданных величин приведены в приложении 1 и выбираются по номеру варианта задания. Схема для расчета теплообмена топливного бака приведена на рис.1.
2. Определите температуру жидкого кислорода в емкости-хранилище, необходимую для поддержания его температуры в топливном баке ракеты-носителя на уровне Tв ±DTв. Топливный бак связан с емкостью-хранилищем жидкого кислорода трубопроводом длиной Lс экранно-вакуумной изоляцией, который имеет внутреннюю трубу с диаметрами d1 и d2, наружную трубу с диаметрами d3 и d4, а также n экранов, расположенных концентрично с равномерным шагом между внутренней и наружной трубами. Степень черноты поверхностей труб равны ei, а поверхностей экранов - eэi. Коэффициенты теплопроводности труб равны li.Трубопровод находится в условиях теплообмена с окружающей средой при средней по поверхности трубопровода плотности потока солнечного излучения qс, скорости ветра Vв, температуре Тн и относительной влажности jн наружного воздуха. Цифровые значения заданных величин приведены в приложении 1 и выбираются по номеру варианта задания. Схема для расчета теплообмена трубопровода с экранно-вакуумной изоляцией приведена на рис.1.
1- емкость-хранилище криогенного топлива; 2- трубопровод с экранно-вакуумной изоляцией; 3 – топливный бак; 4 – тепловая изоляция бака; 5 – стенка бака; 6 – внутренняя труба; 7 – экраны; 8 –внешняя труба; 9 – вакуумная прослойка.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Исходные данные для выполнения заданий
Таблица 1
Параметры жидкого кислорода и окружающей среды для расчета теплообмена топливного бака и трубопровода заправочной системы
№ варианта А | Тв, К | DТв, К | Qc, Вт/м2 | Vв, м/с | Тн, К | jн |
1 | 80 | 2 | 600 | 5 | 293 | 0,8 |
2 | 80 | 3 | 700 | 10 | 303 | 0,7 |
3 | 80 | 2 | 600 | 15 | 313 | 0,3 |
4 | 80 | 3 | 700 | 20 | 323 | 0,2 |
5 | 80 | 2 | 600 | 25 | 328 | 0,15 |
Таблица 2
Характеристики топливного бака
№ варианта В | dб, м | H, м | dб, м | lб, | dи, м | lи, | ew2 (А) | Fд, м2 |
1 | 3,9 | 17 | 0,01 | 80 | 0,005 | 0,02 | 0,3 | 16 |
2 | 3,9 | 17 | 0,01 | 100 | 0,006 | 0,05 | 0,4 | 17 |
3 | 3 | 12 | 0,01 | 90 | 0,004 | 0,09 | 0,6 | 10 |
4 | 10 | 25 | 0,02 | 80 | 0,003 | 0,04 | 0,5 | 100 |
5 | 5 | 22 | 0,015 | 100 | 0,002 | 0,06 | 0,35 | 27 |
6 | 4 | 18 | 0,012 | 100 | 0,003 | 0,03 | 0,7 | 20 |
7 | 7 | 28 | 0,02 | 60 | 0,002 | 0,05 | 0,6 | 50 |
Таблица 3
Характеристики трубопровода с экранно-вакуумной изоляцией
№ вариа-нта С | L, м | d1, м | d2, м | d3, м | d4, м | l1, | l2, | ei (Аi) | N | eэi |
1 | 900 | 0,05 | 0,056 | 0,1 | 0,11 | 10 | 14 | 0,8 | 2 | 0,25 |
2 | 700 | 0,1 | 0,11 | 0,15 | 0,16 | 8 | 12 | 0,6 | 1 | 0,11 |
3 | 800 | 0,1 | 0,11 | 0,15 | 0,16 | 28 | 40 | 0,7 | 2 | 0,5 |
4 | 750 | 0,3 | 0,32 | 0,4 | 0,44 | 7 | 10 | 0,5 | 3 | 0,4 |
5 | 920 | 0,15 | 0,17 | 0,2 | 0,24 | 12 | 16 | 0,4 | 2 | 0,6 |
6 | 830 | 0,15 | 0,16 | 0,2 | 0,24 | 30 | 45 | 0,7 | 1 | 0,5 |
7 | 950 | 0,2 | 0,24 | 0,3 | 0,32 | 20 | 30 | 0,6 | 1 | 0,3 |
Приложение 2
Теплофизические характеристики жидкого кислорода и влажного воздуха
Таблица 4
Теплофизические характеристики жидкого кислорода
Температура кипения при нормальном давлении, К | 90 |
Плотность, кг/м3 | 1142 |
Температурный коэффициент объемного расширения, 1/К | 3,85×10-3 |
Коэффициент кинематической вязкости, м2/с | 0,165×10-6 |
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К) | 0,147 |
Удельная теплоемкость, Дж/(кг*К) | 1680 |
Коэффициент температуропроводности, м2/с | 7,66×10-8 |
Число Прандтля | 2,15 |
Таблица 5
Теплофизические характеристики влажного воздуха в насыщенном состоянии при давлении 0,1 МПа
Температура, °С
| Плотность, Кг/м3 | Влагосодер-жание, г/кг | Теплоемкость, КДж/(кг×К) | Теплопровод-ность, Вт/(м×К) | Кинематичес-кая вязкость, n×106,м2/с | Коэффициент диффузии во-дяных паров, D×106,м2/с
| Число Прандтля | Число Льюиса | Теплота фазо-вогоперехода паров воды, кДж/кг |
-140 | 2,52 | 1,9×10-10 | 1,01 | 0,0114 | 3,50 | 6 | 0,78 | 1,34 | 2820 |
-120 | 2,18 | 8×10-8 | 1,010 | 0,0132 | 4,54 | 7,8 | 0,763 | 1,32 | 2823 |
-100 | 1,94 | 8×10-6 | 1,010 | 0,0149 | 5,80 | 9,8 | 0,759 | 1,30 | 2826 |
-80 | 1,73 | 2,5×10-4 | 1,010 | 0,0166 | 7,05 | 12 | 0,749 | 1,26 | 2830 |
-60 | 1,58 | 5,4×10-3 | 1,005 | 0,0186 | 8,70 | 14 | 0,740 | 1,20 | 2835 |
-40 | 1,44 | 8×10-2 | 1,005 | 0,0209 | 10,6 | 16,5 | 0,730 | 1,14 | 2840 |
-20 | 1,33 | 8×10-1 | 1,005 | 0,0228 | 12,5 | 19,3 | 0,721 | 1,11 | 2840 |
-10 | 1,27 | 1,63 | 1,005 | 0,0236 | 13,2 | 20,8 | 0,717 | 1,11 | 2835 |
0 | 1,22 | 3,85 | 1,005 | 0,0244 | 14,2 | 22,1 | 0,713 | 1,11 | 2833 |
+10 | 1,18 | 7,4 | 1,010 | 0,0251 | 14,9 | 23,8 | 0,706 | 1,12 | 2480 |
+20 | 1,13 | 15,0 | 1,013 | 0,0257 | 15,9 | 25,4 | 0,705 | 1,13 | 2460 |
+30 | 1,08 | 27,8 | 1,040 | 0,0265 | 16,6 | 27,0 | 0,705 | 1,14 | 2443 |
+40 | 1,04 | 50,0 | 1,060 | 0,0270 | 17,2 | 28,6 | 0,706 | 1,18 | 2400 |
+50 | 0,998 | 88,4 | 1,100 | 0,0272 | 18,0 | 30,2 | 0,728 | 1,22 | 2338 |
Варианты заданий по курсу «Тепломассоперенос в НО»
(7 семестр, контрольный срок сдачи задания – 17 октября)
| ||
№ | Фамилия и.о. студента | № варианта |
1 | | |
2 | | |
3 | | |
4 | | |
5 | | 131 |
6 | | |
7 | | |
8 | | |
9 | | |
10 | | |
11 | | |
12 | | |
13 | | |
На титульном листе указываются: номер варианта задания, ф.и.о. студента, индекс учебной группы, ф.и.о. преподавателя, дата сдачи задания преподавателю. На первой странице приводятся исходные данные выполняемого задания.
Показать/скрыть дополнительное описание
Определите массовый расход жидкого кислорода, необходимый для поддержания его температуры в топливном баке ракеты-носителя на уровне Tв ±DTв, при средней по поверхности бака плотности потока солнечного излучения qс, скорости ветра Vв, температуре Тн и относительной влажности jн наружного воздуха. Топливный бак имеет наружный диаметр dб, высоту H. Толщины и коэффициенты теплопроводности стенки бака и внутренней изоляции соответственно равны dб, lб и dи, lи. Степень черноты наружной поверхности бака равна ew2. Площадь поверхности верхнего (нижнего) днища бака равна Fд. Цифровые значения заданных величин приведены в приложении 1 и выбираются по номеру варианта задания.
Схема для расчета теплообмена топливного бака приведена на рис.1. 2. Определите температуру жидкого кислорода в емкости-хранилище, необходимую для поддержания его температуры в топливном баке ракеты-носителя на уровне Tв ±DTв. Топливный бак связан с емкостью-хранилищем жидкого кислорода трубопроводом длиной L с экранно-вакуумной изоляцией, который имеет внутреннюю трубу с диаметрами d1 и d2, наружную трубу с диаметрами d3 и d4, а также n экранов, расположенных концентрично с равномерным шагом между внутренней и наружной трубами. Степень черноты поверхностей труб равны ei, а поверхностей экранов - eэi. Коэффициенты теплопроводности труб равны li.Трубопровод находится в условиях теплообмена с окружающей средой при средней по поверхности трубопровода плотности потока солнечного излучения qс, скорости ветра Vв, температуре Тн и относительной влажности jн наружного воздуха.
Цифровые значения заданных величин приведены в приложении 1 и выбираются по номеру варианта задания. Схема для расчета теплообмена трубопровода с экранно-вакуумной изоляцией приведена на рис.1..
МГТУ им. Н.Э.Баумана
krylov_vladik
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
