Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Средний по длине коэффициент теплоотдачи увеличится в 1,9 раза. 6-4. Определить гидравлическое сопротивление в условиях задачи 5.3. Ответ сравнить с результатом расчета задачи 5-2. Ответ Ьр'=2?6 Па. Гидравлическое сопротивление уменьшатся в 5,8 раза. Б-Б. Как нзмепитсв средний коэффициент теплоотдачи при пязкостном режиме течения жидкости в трубе, еш!н скорость жидкости возрастет соответственно в 2 и 4 раза, а диаметр трубы, средняя температура жидкости и температура стенки останутся неизменоправки на участок стабилнсоответстиенно в 2 ' ~и 1,26 ,!уз Хц и коэффициента теплоотидкости в трубе, если диа- 2 и 4 раза, сохранив средуру стенки постоянными; а) ) при постоянном расходе оправки на участок стабилиХп, увеличится соответстфнциент тсплоотдачи уменьц, от значения диаметра ие пьшится соответственно в 2 двиясется вода со скоростью си 1;=50'С, Какую длину ратуре воды на входе (:ю= рубки была !ч;а=20'С7 ными.
При расчете измененном значения п хапни е пренебречь. Ответ Коэффициент теплоотдачи возрастет и 4 Д = 1,59 раза. 5-6. Как изменятся значении числа дачи при вязкостном режиме течения ж метр трубы увеличить соответственно в нюю температуру жидкости в температ при постоянной скорости жидкости и б жидкости. При расчете изменением аначения п пацци а пренебречь. Ответ а) Ппи неизменной скорости число вснцо в 2 г = 1,59 и 4 г =2.52 раза. Коэф .з згз шигся соответственно в 1,26 и 1,59 раза.
б! При неизменном расходе число Х зависит. Коэффициент теплоотдачн уме и 4 рззз. 5-7. По трубке дпзмегром г(=6 мтг ш —.-04 и/с. 1смперзтура стенки труб~ должна иметь трубка, чтобы при темпе = 10' С ее температура на выходе из т Ответ 1=0,76 м, Решение Прн средней по длине температуре Гж =-0 5(!жх+!жз) = 0 5 (10+20) = !БР С кинематическая вязкость воды чж=1,16 1О-' мз(с н число Рей- нольдса пл! 0,4 6 1О Кеж — — — — — ' — — 2065.
тж 1,16 10 Режим течения ламинарный. При температуре !г=0,5(ба+!.) = =05(16+50) =32,5 С чг = 0,769 10 з м~!с; ()г — — 3,37.10 4 К г ", Ргг=--5,И; (Гс !ж) г(~ (Ог Рг). = Брг ', Р, = тг (50 — !5) (6 10 з)в =.— 9,81.3,37 10 4 5,14 =-2,!7 !О 8 10 . (ОПБО 10 а)а Слсдоватслыю, рсжнм пязкостиьп!, и для определения коэффициента теплоотдачи воспользуемся формулой (5-!). Так как относи- 69 тельнан длина трубки кам неизвестна, задачу решаем методом по. слсдоватсльпьж приближений. Задаемся отпоснгелылой длиной труо.
и //л/= !00 п, следователь. о, /= !00 6 !О""=0 6 м. Физические свойства воды: при /;,:.—. 15' С !ш:==! 155 !О л Па. с, р, -:999 кг/и'; при /,=32,5'С г„=063! Вт/(м 'С), сг,,=4,!74 кЛлк/(кг 'С); при 1. = 50' С р л = 549,4 ! 0-' Па с. Расход волы пбз 3П4(6 10 з)' О =-рж ш — =-. 999 0,4 =-0,0113 кг/с. 4 ' 4 Число г/ 46 срг 4'0 0113 4!74 — !59. / и/ )г 3 14 0,6 0,63! Г!оправка па участок гндролнпачической стабилизьппп /!ОО ! — л/г / !00'! —.0,6[ — ~ ~!+2,5 — ) =1,04. ,2065~ , ' 2065) Число г! ')'/з /!ллн'о'ч, /!155 Уо'" Кп, =- !,55(Рел, — ) ( — ! е =- 1,55 (Б9)л/л( — ) 1,04 —. 9,7. Козффиппспт тсплоогдачн Х„ 0,63! = Кп„— — - 9,7 ', — 9320 Вт/(л з ' С).
с/ ' 610' Количество передаваемой теплоты /С = Осрж (/жз — /ж!) = 0,01!3 4187 10:= 473 Вт, гдс с,„„выбирается по срелпей температуре жидкости !. —.-!5 С. С другой стороны, колкчество передаваемой гсп,лоты Г'„Л = а (/с — 1ж) пс/1. Таким образом, н резулыате первого приближения находим: 1 - —, — 0,705 л!.
1) 4?3 а(/с — /я!) зп( !020 (50 — !5) 3,14 6.10 з Так как принятая длина трубки с достаточной точностью совпадает с полученной в результате второго приближения, то третьего приближения делать не нужно и можно принять 1=0,?6 и. 5-8. Вода со скоростью ш=0,2 и/с движется по трубке диаметром г/=4 мм н длиной 1=200 мм. Температура стенки трубы /!=70' С.
Какая будет температура воды па выходе из трубки, если на входе она имеет температуру /ыч= !О'С. Ответ 1жз — — 27' С, 5-9. По трубке днаметром с/=!О мм течет масло марки МК. Температура масла ва входе а трубку /, =ВО'С. Расход масла О= =120 кг/ч. Какую длину должна иметь трубка, чтобы прн температуре стенки /л 30'С температура масла на выходе из трубки /на равнялась 76' С? Ответ С = 1,66 м. 5-10. Определить гидравлическое сопротивление при течении масла по трубке в условиях задачи 5-9. Сравнить результат расчета с гидравлическим сопротивлением при изотермическом течевин масла при той же температуре на входе в трубку. Ответ Падение давления по длине трубки Ар=2,55 !О' Па.
При пзотермическои течении Лр, = 1,05 10' Па, т. е. примерно в 2,5 раза меиыпе. 5-11. По трубкам радиатора диаметром с(=5 ми и длиной != =0,4 и течет масло марки МС-20 (рис. 5 2). Температура стенок трубок /,=30' С. Средняя температура масла по длине радиатора / =70' С. Определить общес количество отдаваемой теплоты, если радиатор имеет и 120 параллельно включенных трубок, а общий расход масла через радпатор сглставляет 0=2,5 кг/с.
Длн второго приближения выбираем /=0,75 и и повторяем Н ;!асчет. Получаем: Ро, — =!83; в= 1,03; г!!ь =-8,94; а=-.940. В рсзультатс оторого приближения получаем: 4?3 / — з †. 0,765 м. 940 35 3,14 6 !О '' Рис. 5.2. К задаче 5.11. Рис. 5-3. К задаче 5-!3. 70 71 Отлет >7 —.- 9,1 кВт. б-!2. Опрслсжпь гнлрж»пжеслае сапротнилснпс и >ющность (бсз учета и и. л. насоса), затрач,жнецу.а па прокачку масла чсрсз радиатор, в условных ззлачн 5-1!. При расчсге припять тсмкераг>- ру нь в>одс в радиатор 1,«; — 0 С; местные сопроп>всегдя »с у >игпи»ть. Ответ >>р=6,85 10«Па; 1>1=0,2 кВт, 5-13. Как изыснятся коэффицпснт теплао >дачи, каличсстпо персдавасмой тсплоты и перепад дав.>опий в условиях задач 5-11 и 5-12, если вместо одного радиатора с трубками длиной 1 =400 мм поставить два параллюи,но включеннык радиатора с трубками длн. ной 1'=200 мм, сохраняя все остальные условия тсчи же, что в задаче 5-11 (рнс.
а-3). Ответ 1 >х' м сс; >7' = >/! />р' = — ар. 4 5-!4. По трубке диаметрам >(=8 мм течет вода Трубка обогреаастся так, что плотность теплового по~ока пн степке постоянна по псричетру и длннс и равна Ч* — — 4 10' Вт/и>. >/г =сплав Рнс, 5>.4. К задаче 5-14. Опредслить значение местного коэффициента теплоотдачи н температуру стенки трубки на расстоянии х=20 >( от входа в обогреваемый участок трубки.
Тсмпература воды на входе 1«ч = 10' С. Средняя скорость движения воды ю =О,!5 м/с. Перед обогреваемым участком трубки нме. ется участок гидродинамической стабилизации (рнс. 5.4). Ответ а=885 Вт/(и" С); 1,=60'С. Решении Для опрелам>ения режима движения воды вычнслясм число Рейнольдса. Рзсход воды пг(з п(8 1О ) Π— — рз> — =- 999 0,15 = — 7,54 1О '" кг/с. 4 4 Средняя массовая температура воды в сечении к=20п=20 8)б Х!О'=0,16 м а«п>( 4 10 3,14 8 10 Оср 7,54 10 з 4187 10+ 5,1 =- 15,1'С, где ил<юность и теплоеикость воды выбраны при 15'С.
Р=999 кг/м' и с„«,=4187 Дж/(кг 'С). При (ч, = 15' С для поды иж 1,153 10-' м'/с и пи( 0,15 8 1О )!еи> -.— — — — ' = 1040 чж 1,153.10 Так как )!с <2300, то режим течения волы ламинарный, Для то>о чтобы установить, пе оказываст ли влияние на теплоотдачу естсствсннзя копвекцин, необходимо вычислить произведении (О>Рг),. Но для этого нвобходнмо знать температуру стенки. Поэтому мы эту проверку выполнвм в конце расчета, после определения 1„, Расчет проводим, считая, что естественная конвекция не оназы.
вает влияния на теплоатлачу. Для расчета местнок теплоотлачи при вязкостяом режиме тече. пия жидьостя в трубах при постоянной плотности теплового патока на стеисе (д«=сонэ!) можно использовать формулу (15)> 1 > 1 х ! — з )(пг=-1,3!з~ — — ~ ' (1+2 — — ) ~ — ') ', (5.3) (Рзг >(,) > Ре, >(,) (,Рж! гле х пх)г йс лг Рег >( 4бсрг индексы «с» и «г» означают, что физические свойства жидкости выбираются соответственно при температуре степки 1, и температуре 1,=.0,5 (1««91«)> з — поправка на участок гнлролинамической стабилизации; 1 х ! >/з / 1 х >о,чз) — 0,35 ( — — ) ~ 1 + 2, 85 ! — — ~ Эта поправка вводится, когда перел обогреваемым участком 1 х трубы нет участка гздролииамической стабялизации и — — ~ )!аж ~ 0,064.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
