Теория тепломассообмена Э.Р. Эккерт Р.М. Дрейк под ред. Лыкова (1013696), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Теплообмен согласно уравнению (17-15) определяется с точностью до 10'/„когда 2/срг(0,3 при 2А/(тлслчл+ +т,с,се),=0 или 2/срз(7 при 2А/(т„слеп+т,с,ч,)=50. Действительное значение Я немного меньше вычисленного. Наиболее распространенные теплообменники отвечают вышеуказанным требованиям. ЗАДАЧИ 17-1.
Выведите уравнение длн эффективности теплообменника со встречным потоком, как показано в табл. 17-!. 17-2. Теплообмевник регенеративного типа с поперечным сечением 0,09 м' изготовлен из стальных шаров диаметром 1,25 см. Эта насадка нагревается до одинаковой температуры 260' С, а затем через нее пропускаетси поток воздуха с нормальными температурой и давлением. Скорость воздуха 15 м/сек. Длина части теплообменника, содержащая насадку, 0,3 м.
Сколько времени надо продувать воздух через обменник, чтобы его температура на выходе отличалась на 1О' С от первоначальной температуры насадки? КАЧ ЕСТВ ЕН Н Ы Е ПОКАЗАТЕЛ И ПРИЛОЖЕНИЕ Настоящее приложение являеъся вспомогательным материалом к основному содержанию. В то же время к нему не предьявлены такие требова~ния, которые принято предъявлять к справочнику; поэтому основное внимание уделяется краткости и простоте. В случае необходимости получить более подробные сведения надо обратиться к перечисляемым здесь работам.
Табл. П-1 и П-3 были взиты из книпи В. Коха «Основы теплообмена» [Л. 298] с доброго согласия 'автора. В табл. П-1 были добавлены дополнительные сведения с некоторыми иопра~влениями значений теплопроводнооти с учетом более новых да~нных. В табл. П-2 представлены данные по твплопровод~нооти металлов и сплавов при низких температурах, взятые из статьи Лиса С. Х.
[Л. 299]. В табл. П-3 сведены данные о свойствах некоторых жидкостей в состоянии васы- щения. Иоключая область в непосредственной близости от критического состояния, изменение перечисленных овойсвв с давлением мало, так что таблица имеет универсальное значение. Вязкость предста~ванна в виде квнемапичеокой вязкости. В табл. П-4 приводятся даыные о свойотвах некоторых газов прн атмосферном давлении.
Табл. П-4 была составлена главным образом на основании данных Национального бюро стандартов, парапраф 564, за исключением данных о гелии, аммиаке и допол1нительных данных для воздуха и водорода. Добавочные данные для воздуха были взяты из работы Стопов [Л. 300] и Глаоомаиа и Бонила [Л. 301]. Считается, что этл данные о воздухе являются в настоящее время наиболее точными. Даыные о гелии были взяты у Дж. Б. Убвнка и В. Дж, де Хаса («Теплопроводность газов» [Л. 302], В.
Х. Кисома («Гелий» [Л. 303]), С. В. Эйкина («Термодинамические свойства гелия» [Л. 304]) и К. К. Келлея [Л. 305]. Данные об аммиаке были взяты у Б. Коха (см. выше), за исключением пеплопроводнооти, которая была заимствована из работы Дж. М. Ленуара [Л. 306]. Дополнительные данные для водорода были получены у Кинана и Кэйя (газовые таблицы) и у Дж. М. Ленуара [Л. ЗОУ]. Опять, за исключением области критического состояния, дан.
ные о свойствах при других давлениях можно получить следующим образом. Плотность можно определить по уравнению состояния газа р =р]Г«Г. Из этого следует, что при любой температуре плотность р = Р« (Р)Р«), где Ро 1,0 ат и р, — плотность, приведенная в табл. П-4 для рассматриваемой температуры. Кроме того, удельная теплоемкосгь ср изменяется очень мало с изменением давления в широких пределах. Такая независимость от давления справедлива также для теплопроводности )ь динамической вязкости р и, следовательно, для критерия Приндтля Рг. Квнематическая вязкость ч и коэффициент температуропроводнооти а обратно пропорциональны плотности; 603 при ио с Металлы а !о», м»г» а, лгал/аг град Р ° «ггм» 0,11 0,11 0,11 0,11 16,40 14,00 13,00 11, 00 1,90 1,60 1,50 1,30 7860,0 7810,0 7830,0 7860,0 0,11 0,11 14, 90 11,00 10,00 12,10 19,30 8500,0 8300,0 8070,0 7860,0 '7720,0 1,60 1,20 1,10 1,40 2,20 0,11 0,11 О, 117 0,1!В 16,40 7670,0 1,80 0,118 0,11 0,11 0,11 О, 11 7890,0 7860,0 7860,0 7850,0 7800,0 62,50 43,20 32,70 19,30 14,90 7,30 5,00 3,50 2,30 1,80 0,108 0,107 О,!06 0,104 О,!00 0,093 62, 50 50,50 53,60 46,20 41,70 37,20 7,30 6,69 6,29 5,49 4,99 4,50 7890,0 7910,0 7960,0 8070,0 8310,0 8800,0 7890,0 7760,0 7670,0 7400,0 8950,0 0,108 0,11 0,11 0,11 0,092 62, 50 35, 70 26,80 16,40 332,00 7,29 4,19 3,20 2,00 40,40 8,39 3,10 6,49 0,098 0,082 0,092 71,40 22,30 52,00 8660,0 В660'.о 8710,0 12, ЗО 2,69 95,20 21,43 О, 092, 0,094 8520,0 8613,0 2,20 19,49 0,098 8820,0 35,00 147, 0 О, 242 1745, О 606 Сг — Х1 хромоникелевая сталь 15»/е Сг, 10»/е )о!1 18о4 Сг во/р%(Н2А) 20о/о СГ, !бо/е Х! 25о4 Сг, 20о/о Х1 % — Сг никель-хромовая сталь 80»/е Щ 15о4 Сг 60о/»%, 15о/о СГ 40'/»%, 15»4 Сг 20о4 Х!, 15»/»Сг бо/о Сг, 1,5»/о А!, 0,5»/о 51 (сихромаль 8) 24',4 Сг, 2,5",о А1, 0,5»/о 51 (сихромаль !2) Марганцовая стаиги Ми=О',4 1'/о 2»/о 5',~е 10»/о Вольфрамовая сталь '»Н=0% 1 е/о 2»/е 5»/е 10% 20',4 Кремнистая сталь 51=0% о, 1»/о 2»/о 5 е/е Медь чистая Алюминиевая бронза 95»/о Сц; 5»/»А! Бронза, 75»/»Сц; 25»/о Зп Красная латунь 85»/о Сп; 9/ Яп; 6,4 Хп Латунь, 70»/е Сц; ЗО»/о Еп Нейзильбер 62»/о Сц; 15»/»% 22»/о Еп Константан, 60'/о Сц, 40»/о % Магний чистый Мя — А! (злектролит) Х, лгал)м(о град пр«эо.
с Металлы Р ° кггмг Х, кка г1м «град а !Од мО*г с ««алгкг град 6 — 8% Л)! 1 — 2% Хп Мя — Мп; 2% Мп Молибден Никель: чистый (99,9%) нечистый (99,2%) Х1 — Сг, 90% !«)1; 10 % Сг 80% %; 20% Сг . Серебро: высокоочищенное чистое (99,9%) Вольфрам ц й Олово чистое !810,0 !809,0 10214,0 0,24 0,24 0,06 56,50 98,20 118,0 13,00 23,00 19,3 8900,0 8900,0 8660,0 83!0,0 0,11 0,11 0,11 0,11 8,20 6,29 1,60 1,20 77,4 59,5 14,9 10,9 10520,0 10520,0 19300,0 7140,0 7300,0 360,0 350,0 !40,0 96,4 55,1 0,06 0,06 0,03 0,092 0,054 61, 30 59,6 22,6 14,8 14,0 поэтому для данной температуры они обратно пропорциональны дав.
ленню. Таким образом, данные о свойствах для других условий в области идеального газа можно получить из данных, приведенных в таблице. Тепловые свойства и свойства переноса для газовых смесей требуют специального рассмотрения. К свойствам, представляющим собой первостепенный интерес, относятся плотность, удельная тепло- емкость, вязкость и теплопроводиость бинарных газовых смесей. Плотность смеси и удельную теплоемкость для нереактивных смесей можно легко определить по свойствам компонентов.
Например, удельная твплоемкость такой смеси выражается таким образом; ср шс +(1 — ш)с лг 1 + (л«1'лг) ф,г + 1 + (лг1'лг) ф„ где [! + (р!) р!)Р)з (Л4,[М,)О'[' ф.. = (4 У 2) [1 + (34;1М!)) О~ 608 где сс — массовая доля компонента 1. Большую трудность представляет вычисление теплопроводности и вязкости. В процессе вычисления этих значений в виде простого отношения или в виде средних молярных величин компонентов могут получиться совершенно неудовлетворительные результаты по сравнению с экспериментальными данными.
К счастью, существуют достаточно простые методы вычисления, завлсящие от знания свойств чистых компонентов, позволяющие получить довольно точные результаты. Вилке [Л.308[ предлагает следующее выражение для вязкости бинарной смеси газов: Продолжение табл. П-1 !00' С 200' С 800' С -ню. с ос 400' С 800' С 800' С ! 200' С !пю с 53,60 64,00~ 74,40 44,60 95,20 118,0 80,40 119,0 107,10 112,0 118,0 89,3 80,40 59,5 !4,7 !0,6 71,40 62,50 55,1 50,6 16,2 18,0 11,9 13,4 55,!О 50,50 47,6 44,6 47,6 19,6 21,1 14,70 16,2 19,3 59,5 53,6 58,0 360,0 360,0 65,5 98,2 64,00 Здесь М! и М вЂ” молекулярные веса компонентов чистых газов; х, и х,— монярные доли; рч и рт — вязкости чистых компонентов. Линдсей и Бромлей (Л.
309) предлагают метод, основанный на методе вычисления Васильевой (Л.З!0] для теплопроводностей, который является вполне удовлетворительным: где постоянные Васильевой А, и А, равны:. где р. — Нязкость чистого компонента; М вЂ” молекулярный вес; Т вЂ” абсолютная температура, ' К; з — константа Сатерлэнда; зм= !г зтзе, за исключением газов, содержащих водяной пар или аммиак; в этом случае з„ = 0,733$'"зтзв. Там, где, пап~ример, неприемлемы константы Сатерлэнда, рекомендуется и= 1,5 Тв и.
В результате смешения двух газов с различными и Ти — нормальная температура кипения рассматриваемого кампо. пента. 39 — 308 609 359,0 353,0 !43,0 96,7 56,7 Коэффициент теплопровоцпостп, ккам/м и.град 357,0 354,0 357,0 321,0 310,0 3!0,0 129,0 122,0 115,0 109,0 97,0 93,7 90,8 86,3 80,3 50,6 49,1 )гт Л т ! +Аг(хе/хт) 1+А (хт/х ) ' э .ос »в э .и†э .оа— к с» с» с» с» ~о,о Р. ь с ь вь со О О а» ь 3 О а а а а О О 2 ф 2' ф и О и и и и и и и О с" О с» со с» а ж О а с» 1 2 и О а О» а а В О О У И' а О а О и О ~2! оо а О. О Ь 2: с»;а О а О О оо .» 1 Л О х ыо фх 'с С О О ф фщ са Х ф О ОО $ ф а~ ф 2 о СО С 2 ф с ф СО 2 ис СО О С си ~а "й ы О Щ $ 2! с Ф „Д О Н2 со ф о,82.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
