Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Н)' С физи юскпс свой. с>на воздуха: т = 14,16 !О"' лго/с; ). — 2,51 1О ' Бт;*(и "С). Чш:ла !эсйиольдса — -:. 5 65 10' . 5 !О'. 14 16 10 — г Рек.ич .шижесшя в пограиичнсш с.:ас сис плзспсис турбулентный. Срсдчсс значение коэффпцисп:а тсплаат;шсш прп обтекашш п.шсгипьс павлухам для турбуле.сгпаго погрели пшга слон можно пышслпть по формуле (17] Хи =- О, 032 Кес'з .
(4-4) Падшашш палучсанос зиачеиис чис.ш Рсйиальдса н 14-1), па. лучни. Хи = 0,032(5,65 !О )')'з = 8050 и 2,51 1О а = 14и — — -- 8050 = 202 Вт)(л>з *С). 1, 1,0 Лля вычисления местного коэффициента тспгюотдачи при обте. канин пласти>сьс воздухам и турбулентном пограничном слое манона воспользоваться следующей формулой (17] с лРгс« -- 0,0255 Кс'„' где Хгс« - — а х)й п Кс« — и о х/ч. Значение лсесгпс1го коэффиггнсип> теплоотдачи иа задней кроик пластины найдем, положив х=(о', тогда Ке,=5,65 1О', )4>и=- =0,255(565 10«)о '=6280 н 62 ).
2,51. !Π— '-' а =- 14>с — .=. 6280 ' == 157,5 Вту(ьг! 'С). «-г. = «=.г, й!сстссусо толщину турбулешспаго пшрад>шамичсскага погршпшпого слоя можно вычис.шть по формуле [27] 0,37х бт =- -' (1-6) 3 .— Ке« Подставив значения известных величин, получаем прн х=!о 0,37.1,0 бт - = 0,0165 и, 5. !с 5,65 1О' 4-7. Для условии задачи 4-6 вычислить тали!пну гидродииамичсскога пограничного слоя и местные значс~шя коэффициентов теп. лос>тзачи иа расстояниях х=0,1)о! О 2)о и 0 81» ат передней кромки гййг Гг Ргга гр Ъ гао ю ггй " 18() 0,г 0,4 а,б а,йм !зис. 4-3. К задаче 4.7. пластины.
Построить график нзмеисиня толщины гидродинамического пограничного слон и местных значений иоэффициента теплоот. дачи по длине пластины. Ответ Результаты расчетов приведены на рис. 4-3 и в следующей таб лице: х,м............. 0,1 0,2 0,5 0,8 а„Втс'(мо С) ....... 256 219 185 165 б„мм........,... 2,62 4,55 9,49 13,83 4-8, Плоская пластина обтекаегся продольным патонам воздуха. Скорость н температура набегающего патона равны соответственно ыо=6 м/с и 1о=20'С.
Вычислить количество теплоты, отдаваемой воздуху, при условии, что температура поверхности пластины 1.=80' С, а ее размер вдоль потока 1 1 м и поперек потока Ь 0,9 м*. Здесь и в дальнейшем !гл. Π— 7) тепловое нзлучоино не учитывать. 63 Ответ гг — 1,3 кВт. 4-9. Топкая пласюпш ллппой 1=0,2 л, обгскается продольным ишакам воздуха. Скарогю и температура пабсг»Гощего потокз раз»ы соотвстгт»сапа ю„= !50 и/с» 1»-.-.20' С. ОГ1ргьтслп !ь сред»ее з»» лс»пс ка~фбпщнсплв тсплоагд»чи и плот»асть тепло»ого по[о»» и» понсрхпости плес»пшз прп условии, что темпера»ура поверхаос1и плвспп|ы 1,=-.50'С.
!засчсз произвести в предположении, чта по зссй пляпе пз»стивы режим течения в па"рви» шом слое зурбулшппый. Ответ а = 454 Вт/(мз 'С); 4 = 9080 Вт/мз, Решение 11рп температуре набегающего потока 1,= 20' С физические свойства воздуха следующие: т =-.
15,06 10 ам /с; )л = 2,59 10 тВт/(м'С);ср- — -1,0 кДж/(кг'С) Числа !'сй»ольдса юо1 !50 О 2 Вс= — = ' = 1,99 !Ол. т !5,06 !О "!пело Мала ю 150 А! =- — =- — = — 0,»36, а 344 где скорость звука в воздухе о -= 20,1)' Тв — — 20,! 1' 293 =-344 и/с. Для расчета теплоотдачи пластины в воздушншг потоке высокой дозвуковой скорости при ! Ол<йе<2 10' и 025<А!<0 8 фор. мула (4-4) справедлива при условии, что коэффициент тсплоатдачи отиассн к разности температур между-твмпературоп стоики и адиа.
бамнескай температурой стенки 1», [!7]: в~~ 2ср з.с — 1»+ г где коэффициент восстаноьлсппя для продал~но-обтекаемой властипы при турбулентном пограиишом слое можно припять равным г= 3 — — -Р Рг. зг— Для воздуха при 1,=20'С г= ! 0,703=0,89. В рассматриваемом случае [Ча = 0,032)1е~ в 0 032(1 99 !Ов),в 3500 и Х 2,59 1О и =- Нп — = 3500 * = 454 Вт/(мз " С).
1 0,2 Адиабатичсская температура стенки 150в 1».с =- 20+ 0 89 = ЗО' С 21 10» и плотность ~сплоаога потока 4 = а (Га — 1в,с) = 454 (50 — 30) = 9080 Вт/мв, 4-10. Вычислить среднее значение коэффициента теплоотдачя и количество теплоты, отдаваемой с поверхности пластины, омывае. мой продольным потокам воздуха. Скорость и температура набегающего потока равны соответствешю: ш,=200 м/с и 1,=30'С. Температура поверхности пластины 1,=90'С, Длина пластины вдоль потока 1=120 мм, а ее ширина 6=200 мм, Расчет произвести в предположении, что иа всей длине пластины пограиичкый слой является турбулентным. Ответ и=640 Вт/(мв 'С); !',!=1,3 кВт.
ГЛАВА ПЯТАЯ ТЕППООТДАЧА И ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРИ ВЫНвЖДЕННОМ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ В ТР)ГБЕ 5-1, Вычислить средпкй коэффипиент теплоотдачи при течении трансформаторного масла в трубе диаметром г(=8 мм и длиной 1= 1 м, если средняя по длине трубы температура масла /в=80'С, средняя температура стенки трубки 1,=20' С и скорость масла ю=0,6 м/с (рис. 5.1). Ответ а= 138 Вт/(мв 'С). Решение Для определения режима движения масла вы пылаем значение чиста Рейпотьдст При 1ж=80 С кинематическая вязкость масла ты=3,ба Х 10-выл/с и число юб 0,6 8!О з П, = — = ' ' ' = !3!О. тж 3 66!Π— в Так как Нем<2300, то режим течения ламииариый. Для того чтобы установить, оказывает ли влияние иа теплоотдачу естественная коивекция, иужно вычислить значение произведения (СГРГ)а где в качестве определяющей температуры принимается 1,=0,5(1 +1,), а1 О,б(/жх+1жз).
В рассматриваемом случае /г — — 0,5 (80+20) = 50'С. 5 — 133 Рис 5-! К задаче 5-! Расчет средней теплоотдачи ври вязкостном режиме течения жидкости в трубах при постоянной температуре стенки (/,=сонэ!) можно производить по следующей формуле (15): !4пг = 1,55 ~Рег — ) ~ — ) в, (5-1) При этой теыпературе тг = 7 58 10 е мэ/с; ()г = 7 05 1О о К '; Ргг = 111! (/ж — /с) см (Ог Рг)г — — В()г, Ргг-- у*„ (80 — 20) (8 !О ~ ) == 9, В 1 7, 05 . ! 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).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
