Сборник задач и примеров расчёта по теплопередаче М.М. Михалова (1013671), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

Температуру сная термопары определим из уравнения 37,3(473 — Т„,) =- 0,82 о,7)( †, о) — (; †) ~; Т„, = 471'К; 1., =- 198 С. Искомая погрешность в замере температуры равна И =- 2"С. Задача М 5 — 6. Определить число экранов, которые должны быть установлены между двумя безграничными параллельными повсрхностямн Р1 и Еэ, если тепловые потери с единицы поверхности 722 во внешнюю среду составляют д = 1025 вт1'мэ.

Температуры поверхностей соответствснно равны: ~„ч †. 500'С, ~„ь== 100эС, коэффициенты чарноты поверхностсн и экранов одинаковы и равны: 1 2 э 081 81 Р еш е н и е. Поверхность с", вследствие теплового излучения получает от поверхности Г! некоторое количество тепла д„„ и отдает во внешнюю среду !7:=-1025 вт[м'-. При установившемся тепловом режиме д =-= д,.„, Величину !7„,, определим по формуле (5 — 5) Значение а„при установке между поверхностями п экранов по ' формуле (5 — 12) равно: 1 (л-1-1) ~ - — !) Следовательно, д„, составляет: 0,87 8,7 ( [773)' )373141 14900 (д+!)(2 — 0,87) [(!00) 1100) [ л-У! 14900 Принимая, что д„,, —.

д =- 880 икал!'м"-час, получим:; —,— =- 1025. Отсюда нсобходимое число экранов будет и =- 14. Задача Ма 5 — 7. Продукты сгорания, состоящие по объему из 10оа С04, 10",й О,, 9% Н,О и 71",4 К„ протекают по трубе диаметром ![ = 300 .ям. Определить коэффициент черноты этой смеси, ее поглощательную способность и количество тепла, которое получает 1 м- 'внутренней поверхности трубы в час вследствие теплового излучения газов, если средняя температура этой поверхности г =- 625"С, ее коэффициент черноты а„ =- 0,8, средняя температура продуктов сгорания ), =-- 800'С, а давление Р == 9,8 и/см'. Ре ш ение. Азот и кислород практически прозрачны для тепловых лучей. Степень черноты излучения смеси определим по формуле (5 — 14), в которой р — поправка, зависящая от парциального давления Н,О.

Для определения асо, н =н,.о необходимо знать среднюю длину пути луча ) и парциальные давления Рсо, и Рн,о. Средняя длина пути луча для трубы 1 = 0,9!( (см. Приложения, табл. 8), отсюда 1== 0,9 0,3 =-0,27 м. Парциальное давление газа равно произведения! общего давления смеси на объемную долю данного газа, следовательно: Рсо, = 9,8 0,1 = 0,98 н)см' илн Рсо, == 0,1 атлг, Рн„о — — 9,8 0,09 =- 0,88 н)сма или Рн,о =- 0,09 атм. Отсюда для СО,: Рсо,( =-0,1 0,27.=-0,027 ая!м м, для Нзо Рн,о( = 0,09 0,027 = 0,0243 атм м. 01!ределим асо! ан,о, ~ и Ла„соответствующие этим величинам при („=- 800"С по номограммам [Л вЂ” 6[.

Величина Ла, определяется по номограмме в зависимости от значений: Рн,о (Рн,о+ Рсо,) ! и "н,о+ Рсо, В нашем случае (Рн,о + Рсо,) 1 =- (0,09 .[- 0,1) 0,27 = 0,0513 атм м; Рн,о+Рос, 0,09+0,1 = — =.. — — ' — — — =-- 0,47. Как видно из номограммы, в нашем случае значением Л=-„можио пренебречь. Коэффициент черноты смеси равен: з„==- 0,076 + 1,08. 0,2 = 0,292.

Поглощательная способность смеси А„равна сумме: А„= Асо, + Ан,о. Поглощательпые способности СО, и НзО определяются по формулам (т„,з,зз (5 — 17) и (5 — 18): Асо, =- зсо.г,— "а); Ан,о — — 3зн,о, где зсо, и зн,о опрет ) деляются по тем же номограммам при Г.„==- 625'С и равны: зсо,=-0,077; зн,о — О, 26. Следовательно: Асо, == 0,077', ') ' =- 0,0865; Аи,о = 1,08 0,26 †- 0,2808; А„ = гв?з цм == 0,0865+ 0,2808 =-- 0,3673. Количество тепла, переданное поверхности трубы вследствие теплового излучения газов, определяется по формуле (5 15), в которой 'з — эффективная степень черноты поверхности трубы, которую определим по формуле (5 16): з„ =- 0,5[з + 1[ =- 0,5(0,8 + 1) = 0„9; отсюда д ==0,9 5,7[0,292 (-, ~ --0,3673[,д~Ц =- 7580 вт[мз. Задача № 5 -- 8.

Определить величину удельного теплового потока, возникающего вследствие теплового излучения, и значение приведенного коэффициента черноты для системы, состоящей из двух плоских параллельных поверхностей с температурами Г, =- 530" С и Г„. ==- 30' С. Коэффициенты черноты поверхности равны з, =-= 0,8; з, -= 0,7. О т в е т: д =.:= 6300 вт1мз; з„р —— — 0,2?2. Задача № 5--9.

Определить„чему равна величина удельного теплового потока и приведенного коэффициента черноты для условий предыдущей задачи, если между параллельными поверхностями расположен экран, имеющий коэффициент черноты з, = 0,6. Ответ: д =-5800 вт м"-; 焄— 0,25. Задача № 5 — 10. Определить количество тепла, излучаемое в час с единицы поверхности летательного аппарата с температурой 1 =- 300" С на земле (Г = 15-' С) и на высоте О == 20 клб если коэффициент черноты поверхности равен з --- 0,75. От не т: 1) ([ =- 4300 втдмз; 2) д: —.. 4530 ввз[м-'.

Задача № 5 — 11. Определить погрешность, возникающую вследствие теплового излучения при замере температуры газового потока термопарой, имеющей защитную трубку диаметром г[, =- 8 мм, если замеренная температура равна г', =- 500'С. Температура внутренней поверхности канала, в котором протекает газ, 1, == 250' С, диаметр канала г[з = 250 мм, коэффициенты черноты защитной трубки и поверхности канала з, з, = 0,8.

Коэффициент теплоотдачи от газа к поверхности трубки равен а =-348 вгп?м'град. Ответ: М =-37" С. Задача № 5 — 12. Температура воздуха, протекающего по трубе с внутренним диаметром с[ = 200 млб измеряется термопарой, имеющей экран диаметром г[з = 20 мм. Температура внутренней поверхности трубы з, = 147" С. Определить истинную температуру газа 1? с учетом погрешности, возникающей вследствие теплового излучения, и температуру экрана г„ если показание термопары равно г, =- 227' С. Коэффициенты теп:гоотдачи от воздуха к экрану а,= — 69,6 ваз!мз град, от воздуха к спаю термопары а, =-- 22,6 вт!лзз град; коэффициенты Вэ черноты экрана и поверхности трубы равны е, — -- е, =- 0,85, коэффи- циент черноты спая термопары е, =- 0,8.

Ответ 1г —— — 232'С, ~,= 222" С. Задача № 5 — 13. Определить, чему равна температура газа для условий предыдущей задачи, если температура замеряется термопарой без экрана. Ответ: 1г —— 290'. Задача № 5 — 14. Определить необходимое значение коэффициен- та теплоотдачи а и величину удельного теплового потока, который должен отводиться от поверхности Р, вследствие конвекции, если температура этой поверхности не должна превышать 1, =50=С. По- верхность Р, получает тепло от другой поверхности Р,, температура ' которой ~, = 500' С; обе поверхности выполнены из полированной ме- ди, разделены теплопрозрачпон средой и могут рассматриваться как параллельные н безграничные.

Температура среды, окружающей с внешней стороны поверхность Р„равна 1г = — 25 С. От нет: а == 7,67 вт/м'град, г? — "- 192 вт?.еге. Задача № 5 — 15. Как изменится величина теплового потока, пере- данного в процессе теплоотдачи для условий предыдущей задачи, если обе поверхности выполнить из литого необработанного железа? От в е т: 4=16000 вт?и'. Задача № 5 — 16. Между литыми стальными поверхностями Р, и Р, установлен экран из полированного алюминия. Определить величину удельного теплового потока, переданного вследствие теплового излу- чения от поверхности Р, поверхности Р„ если их можно рассматри- вать как параллельные и безграничные.

Температуры поверхностей равны 1, = 400"' С, 1„, = 30 С. О т в е т: д = 245 вт?лее. Задача № 5 — 17. Какое количество экранов следует установить между двумя параллельными поверхностями Р, и Р„чтобы тепловые потери с единицы поверхности Р, в окружающую среду были бы равны д — — 696 вт1м'-'.

Температуры поверхностей Р, и Р, соответственно равны 1, =- 623' С, 1, =- 57' С. В расчете принять значения коэффициентов чер- ноты поверхностей п экранов одинаковымп и равными: е, = е, = е, =- 0,8. О т в е т: 6 экранов. Задача № 5 --18. Определить, сколько экранов установлено меж- ду двумя плоскими параллельными поверхностями Р, й Р„если темпе- ратуры их 1, =- 623' С, ~, =- 123 С, а величина теплового потока, отводимого вследствие конвекципот поверхности Ре, г?=-580 вт?м'-.

Коэффициенты черноты экранов и стенок одинакопы и равны: е, =- ее = = е, =- 0,82. О т в е т: 7 экранов. Задача № 5 — 19. Определить температуру поверхности Р„если с одной стороны она получает тепло вследствие теплового излучения от поверхности Рп имеющей? ., = 650" С, а с другой стороны омывается воздухом с 1г-— — 20'С. Коэффициент теплоотдачи от поверхности к воз- духу а =- 159 вт?м'град. Коэффициенты черноты поверхностей е, =- 0,6; е, = 0,4, О т в е т '. ?, =- 100" С. Задача № 5 — 20. Определить коэффициент черноты смесипродук- тов сгорания, имеющей следующий состав по объему: СО, — 10ее; О, — — 10ее; Н,Π—. 10еь; Ые — 70ее.

Смесь протекает по трубе диаметром и' = 2! 0 мм, при температуре 1 = 700" С, давлении Р = 11,7 и/сме, тем- пература поверхности трубы 1 — - 500" С. Ответ: е = 0,288. РАЗДЕЛ Ч! Этот раздел включает расчеты процессов теплообмена при использовании положений теории пограничного слоя и тех же процессов„возникающих при обтекании чел высокоскоростными газовыми потоками.

Основные расчетные уравнения При обтекании тел газовыми потоками влияние вязкости проявляется в сравцительно тонком слое около обтекаемой поверхности, который называют динамическим пограничным слоем. Толщину его обозначают б. Течение газа в динамическом пограничном слое может быть как ламинарным, так и турбулентным. На внешней границе этого слепя скорость газа равна скорости внешнего, мевозмущенного потока (го=го-), а на поверхстн обтекаемого тела равна нулю (ш=0). При наличии теплообмена, обусловленного разностью температур поверхности и газа, изменение температуры также распространяется пе па всю область потока, а проявляется в тонком слое около обтекаемой поверхности, который называют температурным или тепловым пограничным слоем и толщину которого обозначают б,.

Характеристики

Список файлов книги