Теплопередача и гидродинамическое сопротивление Кутателадзе С.С. (1013703), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Пример. На глубине И=1,5 м расположены нефтепровод радиусом )7~= =0,2 м и водопровод радиусом )7,=0,1 м, не покрытые термоизоляцией. Температура нефти Т, =293 К, воды Т,=283 К. Температура грунта на данной глубине по многолетним наблюдениям в наиболее холодное время То=276 К. Требуется определить расстояние между трубопроводами з, при котором водопровод не отнимает теплоты нефтепровода. Условие нейтральности (д,л=О) выполняется при 1и з,=!п И~/ЬТьм т.
е. 1п [~~[за + (2 1,5)з)/зз [!п(2.1,5/0,2))/[(293 — 276)/(283 — 276)) = 1,12; з = 1,04 м. 2.7. РЯД ТРУБ В МАССИВЕ Тепловой поток в адиабатной ячейке ряда цилиндров одинакового дчаметра, расположенных параллельно друг другу и поверхности массива на одной глубине И, имеющих одинаковую температуру Т,„ на своей поверхности радиуса )7, при расстоянии между осями цилиндров з определяется формулой О. Е. Власова (1933 г.) 4" =2пХ(҄— Тч) Дтг[(з/пД) зЬ(2пИ/з) ).
(2.7,1) Внешнее термическое сопротивление учитывается введением эффективной глубины И*=И+И/цз. Для теплопроводов (напрнмер, при почвенном обогреве теплиц) температура стенки трубы обычно совпадает с температурой теплоносителя (чаще всего теплой воды) вследствие высоких коэффициентов теплоотдачи аь В случае необходимости следует вводить дополнительное термическое сопротивление 1/аЯ.
30 Температурное поле в адиабатной ячейне ( — ь/2(х(ь/2) описывается формулой И. А. Иоффе [2.2[ Т = Та+ (Т,т — Ть) (! о [сй 2н(уь+ у) — соз 2ях[— — 1п [сй 2я(уь — у) — сох 2нх))/(2 1п [(ь/я)зй(2яй) [), (2.7.2) где у:у/гй х=х/ь; й=й/ь; у =тьгй' — 1/ьь; ь=з/и. Формулы для рядов труб, заложенных в монолиты, см. в [2.5[. 2.8.
ТЕРМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛ РАЗЛИЧНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ В табл. 2.1 приведены формулы термического сопротивления тел различных конфигураций, полученные для постоянной теплопроводности (Х= =сопз1) .и постоянных температур на контурах (Тгы=сопь1; Т„,=сопь1). В общем виде термическое сопротивление, К/Вт, Ль=(Т„1 — Тьм)/О, (2.8.1) где Π— полный тепловой поток со всей поверхности тела (например, сферы или диска) или с ! м длины (например, трубы). В последнем случае термическое сопротивление, К и/Вт: Л!ь=(Т„,— Т„ь) Ии (2.8,2) где Š— длина тела.
Полное термическое сопротивление определяется по формуле Лхь = (Ть,— Т.,) /О, (2.8.3) где Тьь Тьь — температуры грекицей и нагреваемой сред. 2.9. ОТВОД ТЕПЛОТЫ ПО РЕБРАМ И СТЕРЖНЯМ Ребра и стержни различной формы, выполненные иэ достаточно тепло- проводного материала, служат для развития поверхностей теплообмена со средой, имеющей относителыго низкие тепловоспринимающие свойства.
Температура по поперечному сечению таких устройств практически постоянна н меняется только по мере удаления рассматриваемого сечения ребра от его основания. Т/ризматический стержень длиной Е с охлаждаемым периметром Р н площадью поперечного сечения О имеет в сечении, отстоящем на расстоянии х от основания, температуру Т =То+(Тг — Ть)21/2н (2,9.1) где 2,=сй[т(С вЂ” х))+льЬ[т(/,— х)); 2,=сп(т/)+лай(тй); т =)гаР/(Ш); л=аь/(Хт); Т,— температура основания стержня; Т,— температура окружающей среды; а — коэффициент теплоотдачн от боковой поверхности стержня; ас — коэффициент теплоотдачн от торца стержня.
Тепловой поток от стержня в окружающую среду, Вт, О=ХОт(Т,— Т,) [ьй(тй)+а с!1(т()[/[сЬ(т()+л ьЬ(тй)). (2.92) с ~.ю « э « э « э э аэ с с с с М с а О, с Ь СЪ, с э« э «М о а за оа о« Ео 32 с о с о 4 « э «« а ээ э о.Дс а э о о» эо «$« „э э»э э» «о" ««о аэ « э э» э« о о Е э « « э э « оэ э ас а о "С э "« о «э э « « о. э -(г + ю ),« + -!к ~! л= а с э эс э э «с ( с Ф Ли с с~ Ж с -(,с с ~ ~х ! + 2 к с с а а л х а с л 3 а с с х с а а с 3 а ао са а о„ аа Д с с а аа а а ха ау о оХ ко акк аса с а Ы'л а $ ха а о ас аас а а ла с аа о о Е а с а о с а а с о, сх о ок с а а а а а 3 — 6637 + «(к х + с У ~а + )г а, + сч а, О, 1! О, аа а'х ха о' х» а а ах У с а с ха х =Ми .с а ф лк „а с 1 со с. х «ч « «« ор о ь.
р о И и У о. о ы ж Й а «« о а $ « а «Р3 о « о о«р чо . а" « 0 Й",1 Ма« «а" ««« «р ач о « о Й + 4~ .с) о + С4 ~ с -(,с + о о ро «о «« « ач а„ « а « $ « « «« о« 'р « ж Х о' ж «а ы о о о о \ ио 3 о « йЯ о« й « «« М чо ао а а «« ао о « И «ч ч « «« « и о~ ч, «ф оо « И а л! !1 « « О, оЪ о »о р« ~ ~о о о о о х «о «а О о « а « а Ф «« о зо ао ои ~ а « 34 ,с! ~ С !! + 'р «« «о. "« «о « «1 и « « ьч а оо и «Я оа $ '" Ы ч « й «« О, ~о а «« а "з« «а« « ч' («о «« р« аа О О. с О ) + ! -" О ++О н» (- с и НО к д ! « !! !! $ »1 Ф Ф х Ф и $ О, Ф и к Ф ФМ «о ° к Фо Оа он ОО 35 Ф Ф Ф и о а кс а « Оо О ОС ОО„ Фк» ХНО Ф Л Ф» хах Ф»о ОФХ Ф«Ф Фн а Ф к о с Ф Ф Ф Ф Ф Ф » О О ох ок ХФ О» Ф Ф Ф Ф н Ф йф~ о *, д(~ он С с !! Ф сс Ф «,с !~~ О Ф =Я + Я х =ФЯ +Я~ с с 2 !! ~!с.хкс с «Я ! с!Фс + ! ++ х к! О + + а ( сс 1~~ У~ + О О 2 нн к ~ц О !! ООФ ОСОФ Икх с о.х (СЗ.О О О «,с О Ф « "О,ФФ О С Лйк О.
Ф „о с%к ь(~ + о а с х Ле е е «М о а о ас о-" х Йа ое е асс ае ооХ о е ой оа '„' а е аео "„о а а" и е О а ее о е о е и е е ее о а ау е оа е е е е е и а а х е й е х е а е е и а + Х + и и~а ,о .с и с ~! с( оис О. е 3 и и с~ с О со ос а осе и е аи ии с и е 2 сед с *-- ос й и~ ахи с ос Зяс осо осЙ схй „й О е д ес е сои иой хсс е о :с Зис е ео а о и с и а, О. Ооо ООО, И 1ОИ6 Ф 33 Ф О Ф О.
О 3 ь м к ь 3 о 3 О о к к кр О Ь „о ьк , о Ок еЫ ь о к О В К 3 к к 3 О Ь аь и о '3 к Р3 3 о р о О к ЬКО "оа Ь ь 3- ь ао О ооь 3' о О о о С о и к о о к 3 оФ а о О о ок оо Ь 3 О 3. к ь с о 33 Ф Ф Ю Ф 3„ Ф Ф О .К 33 + 3Ф Ф,к о Ф О Ф сс О ОО О ОФ 3 О о ФФО ООО Ф ь Ф О,О ~~ О Фо Ф 33 Ф О Ф Ф Ф о ~ о Фоо 33 О Ф Ф О ОФО М 3 Ь Ф Ф О акр Н Ф ~ Ос Ф О' 33 4 а 33 О, о » О О О 33 Ф Ц О 33 Ф ь ь д! О ) с 11 (й х с о о о 3 о, о "М о с оо о.о о 3„' Ва о 38 о о о о„ оо» 3 оса о "Х о .
ос» ооо се а 33», » о »о »о»о о 3" О а" о 3«» О о о о ф о о 3 о 3 3 о»3 о о ос о,, о и о. о 3 (-Р ~,с + и Ф О ОООО Ф Ф йссй н д Ф о с ФИФ ФО О Фаао ФФО О »соФ О. Я 3- Ф ф Ф ф» В Ф Ф н 8 33 Ф н Ф 3 Ц н О, о 'с Ф б 3 Ф С Фо 'х с у 'у 3 О Ф Ф 3 Ф н ОФ 3 С О ОФ М Ф о О О Ф и Ф ° 3 а мо фа ЛФЛ Ф о Фос фс Ф оОИФ н О Ф'Ф ОН 3 Ф 3» 3, Ф 3 С ( С й о Ф а Ф Ю Р.
39 Ю Ф Ф о 2 Ф Ф Ф аФФ С юФ и Ф о о„ оо „ у од о $ ол ФФФ "оо ЗФФ воя Ф ло о о о Ф с о Е о Ф о В Ф $1 оФ а о М оо ое У $ Ю Ф Ф а В л о о ФМ "о ио до о„ Во Яоо Ф д Ф Ф ~~ л ФФФ ФОФ Фо 3 Фоо Фо о Х о Ф.о Ф о о о Ф Ф о о „ Ф Ф 'о Ф Ф Ф ФФ Ф о Ф х Ф Ф о Ф Ф Ф о д о ~ Ф Й Ф до 1 о и о о ФОФ э о Ф Ф Ф Фо Ф Ф~ о о. Ф о .Ф »Ф д Ф Ф ОФФ Фоо Ф о Ф Ф о о Ф Ф о 3 Ф о Ф о Ф ло о а Ко Ф СР л ~б ! !! о и э э Р' э О.
~Р 3 э ( Зо 40 РМ о. э э оэх хааа Э Р,аа ЭРЭ о О э о аоо э о ээо ооэ о $ о о ~с оаэ цоо оо эо о Й э э оо о э о э Ы о о а э э Р .Рэ $ М о эо ио ао оэ оа о о! ) о П о И М а а аа о а ко о э оа о во од 1 о и о а РР О\ СР ОР РР РЪ Р СР э Х о э о а ао о а о З о З Зо оИ э Р' а о о аж ~о э1 а о и й в в в й в а, 41 йх ар»» ав„ в»а й й ви» йва а.» й в» $ й ай» й» йа ь ай» Д а р' й » а, ах и й а в $ в й в» а в» ха ар а ей й а й и ф й М хо о и ) и Оо х и ! а~ о М й ( о,и й .
и й" о х о о о ой С,й й М й з а о » о й й о. й ь й их й а к а к а 1 а О а к Ка а а к к ка ак а аа $ Ю кьа аа акк а а Л к а $ каа а к $ а а "к ка ка" аак ~аа аа ак к а к к й кк оФ к а а аа Хк З а 1 е ко О. $ Ф а Ф ~ко к О. а О як~ к аа а о к мок о к а о к Фк >, а М кк бай Ф Ф х Ф « Ф «' д „Ф к Ф й~ о «к Фо ох о Фа 43 «о Е О к о о к « х «к од "Фа Ф»» Фон Ф Ф о ДФХ ФФ «Ф ко Ф~Ф ко о ак $ од о к с Ф н Ф Ф Ф Ф к « о Ф ох н Ф « к Ф ок « « «' Ф к а Ф » ;.е ал » х «' хо о х хо Ф к хо з «о Ц У 4«Ф Ь хо ха их охок О,, х ф к х Ф Ф о ххохх кххйх доха хх«к а~„ о. о а~„ з к Ф $ Ф о о. Ф .о о ю М хо ио оо оо ха я Ф х зх ой о ° овю боь юхх х о и о о ь «о ю о о оох о~о оо о о ахх ~хо оо ио о $ В о х о В $ о ~ а ох й 4 о ох х й Ю х 1 о. о о о о х Э $ х о ох о о х, Ф 1,с У а ~, о х 5 Ы о о х о о х о о, о о о о% хо оо оо ао о оа 45 3 Ф зУ оо о'х о о а о Зво ооо ох 1 Ф оо ао« о $ оо" о ах Ес" о о о о о о $ а~о о о "С м о оо ~ $ о з о ! А л о о' д о.
и я х х д. сю х о ж о Их Ф а о ф ц и о. с1 о о о х о ~ ао о о'о о хдх ооо о о "алый х О, 1 + ~л 1~ к О й о. 46 3 М о Ю оо о'к о ОЬЬ, о о ьоь ООО оо м О О О о о ооо оь оак доь о о и ь ~фо о 3 оо о й о. И ОО ь М о оо о о О О ~й о о о о к и ок о.З ко о ко ко Й.к к ьао око о И о о.о ос ою и 47 \ х х оь х ооо "ха оал о $ о х о "оо ахх оо х ох ЗИх о оо х о8 ох о х х од о ох о о~, х х з а о и о х х х $ о о о о :М хо о.о оо оа о к)сч -!д хЬ об х ф х х З ах Ф ! Ф о2 о о о а к $ к ок $ ккк о о к ~ох о оо ио о .к к Ф Ю $ о ~а х х из о' О о к о ох Ю о о а о.
3 х о х о о о о ох око .к к о ох х о а М о х хх х х СЧ -- 3 о' х т,05 Ут55 ' 5 52 54 55 РВ Лт Рис. 2.2. Тепловой поток, отводи- мый трапециевидным ребром Рис. 2.1. Схема трапециевидного ребра Я = (Т, — Те)Н 1Г2аййг. (2.9.6) Обычно в целях простоты изготовления параболическое ребра равной теплонапряженности заменяется трапециевидным (рис. 2.1). Пользуясь рис. 2.2, можно определить тепловой поток О, отдаваемый трапециреидныя ребром. На рис. 2.2 Я=ЯР'/(Я'Р); Я' — тепловой поток, рассчитанный по формуле (2,9.2); Р— площадь поверхности рассчитываемого ребра; Р' — плошадь поверхности прямоугольного ребра, длина, высота и толщина которого равны длине, высоте и средней толщине рассматриваемого трапециевидного ребра; /ЗТ=(Тз — Те)/(Т1 — Те). Для расчета теплоотдачи круглого плоского ребро (рнс. 2.3) используют зависимость Ц=Я/(дР) от бТ (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
