Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 15
Текст из файла (страница 15)
= 2,68 м. 7320 !3,7 3,!4 !6 !О При расчете было принято а! = 1, В результате расчета получено !=2,7 м, следовательно, ! 2,7 — — = 167. о( 16 1О Так как !/с!>50, то аз=1 и уточнять расчет не нужко. 5-30. Как изменится коэффициент теплоотдачп при турбулентном режиме течения жидкости в трубе, если скорость жидкости возрастет соответственно в 2 и 4 раза, а диаметр трубы и средние темпе. ратуры жидкости и стенки останутся неизменпымззр Ответ Коэффициент теплоотдаш возрастет соответственно в 1,74 п 3,04 раза. 5-31. Кзк изменится коэффициент >сплоотлачп прп турбулс>пном режиме течения жидкости в трубе, сели нри неизменных средних температурах жидкое>п и с>сиьн диаметр >руби увсщшить соответс>асино в 2 и 4 раза.
а) сохранив скорость лшоксния пос>санной; б) сохранив расход >кнльос>и настоенным! Ответ а) Коэффициент теплоотдачн уменьшится соответственно в 1,15 н 1,32 раза, б) Коэффициент теплоотдачи уменьшится соответственно в 3,5 и 12 аз. -32. Определить отношение коэффициентов теплоотдачи от стенки трубы к воле а> и газу аз при турбулентном лвижсннн этих жидкостей в трубах одинакового диаметра, равенстве чисел Рейпольдса и примерно одинаковых значениях чисел Праидтля Каково будет это отношеане для воды и воздуха, если температура воды Гс>=250' С, а температура воздуха Г;„>=20' С> Ответ а> Х! а; — — — = 24.
а !. а, 5-33. В водяной экономайзер парового котла вода поступает с температурой Г, = 165' С и покидает его с температурой !„„— = 215' С. Вычислить коэффвциепт теплоотдачн п от стенка трубы зкономайзера к потоку воды, сели внутренний диаметр труб, по которым движется вода, >/=36 мм, скорость движения воды ш= =0,6 м/с н опюснтельняя ллкна труб !И)50.. Пр и меч а ние. Так как коэффициент теплоотдачи от стенки трубы н воде значительно больше, чем от газов к стенке, то температура внутренней поверхности трубы булет близка к средней температуре воды н отношение Ргж!Рг, = 1. Поэтому в условиях рассматриваемой задачи можно в формуле (5-7) припять (Рг..«/Рг,) ' з= о,зз Ответ а = 4750 Вт/(мз 'С).
5-34. По трубке внутренним диаметре;> с(=-8 мм и длнной !>50» движется вода со скоростью а=1,2 м/с. С наружной сторо. ны трубка обогревается так, что температура ее ваутренней поверх. ности Г, =90' С. Вола нагревается от Гж> = 15 С на входе до Гжз= =45' С на выходе нз трубки. Опрелелить коэффициент теплоотдачн от стевки трубки к воде и среднюю по длине трубки плотность теплового потока. Ответ а = 7950 Вт/(мз 'С); >/ — 477 кВт/м'. 5-35.
Опрелелить коэффвцяент сопротивления трения в условиях задачи 5-34. Сравнить полученный результат со значением коэффициента сопротивления трения $„ при изотермнческом тсчспнн. Ответ 5 =- О, 0263; ЗДя —. О, 875. и' кя = 0,875. 5-36. Как изменится коэффициент теплоотдачн в условиях задачи 5-34, если трубка, по которой движется вода, выполнена в виде змеевика диаметром 0=2й=200 мм (рис. 5-6). Ответ а.,=9100 Вт/(и" С), т. е.
коэффициент теплоотдачи увеличит. ся па 14,5е>са Решение При течении жидкости в изогнутых трубах, если йе <йе < нр >ь <йенш для расчета коэффициента тсплоотдачн можно использовать формулу (5-7). Здесь ° 16,4 ' . / с( >о,за йе = —; йе =18500 ~ — ~ )г г(/й (5.10) Решение При турбулентном иензотермичесном движении несжимаемой жидкости в гладких трубах коэффициент сопротивления тренин мо>кст быть рассчитан по следующей формуле [20); Нс " (5.9) Нж где ",„= (1,82 )п йеж — 1,64) -' — коэффициент сопротивления при изотеРмическом течвнии; Нс/Нж — отношение коэффициентов динаинческой вязкости жидкости. взятых соответственно при температу. ре стенки и средней температуре жидкости; в=0,14 при нагревании жалкости и л=0,28 Рг~~' при охлаждении жидкости.
Эта фор. мула справедлива при 3 3, РЗз < йеж < 2 5.10ь. 0,3« — 38 и 1,3<Ргж<178. Нс Нж Из условий задачи 5-34 имеем: г( = 8 им; и = 1,2 м/с; Гж = 30' С; Гс = 90' С. Пла воды пРи Г„=ЗО' С чж 0,805 10-' мз/с; Н =802 Х )ч!О-' Па с н при !с=90'С Нч =315.10-' Па с; шб 1,2810 йеж = — = = 1,19. 10 . чж 0,805 10 Коэффициент сопротивления трения при изотермическом течении Дн =- (1,82 18 йеж — 1,64) з = (1,32 18 1,19.10' — 1,64) з = 0,030.
Коэффициент сопротивления трения при нензотеринческом данн>с~ни> в условиях нагрепання жидкости о ы /315(о,ы $ == Зи(рс/Нж) ' =0,03( — / =0,0263. (,802/ Таким образом, где г/ — внутренний диаметр трубы; Л вЂ” радиус закруглешш змеевика Сооцюшепия (5.10) справедливы прп »/Я ".8 !О-з [4]. Гслн 1!с»:>Во„а, то рас»ст маукпа осоти па тап л'с формуле (5-7), п»» полу»сипае зпа'юпнс к»»ф»!»нц»»с»»»а ~сплав»ут»»»»» необходима умнов»п~~ аа вслачп»у еа, к»ыт»ран для зчсеюп ань»х труб апредсг»яс~с»» по формуле е .=1+1,8 — . ай г» В расс»ццрнвпсмоы случае (сль задачу 5-34) дли воды при 1. =30' т,==0,805 10 ' мт/с; шг/ 1,2 8 10~ Реж .-- — — — — ' — — 1,19,104. тж 0,805 10 1,1 уа,та / 8 Ы»,та Ве --.
18 500 ~ — ! = 18500 ~ — ) =- 7500. 'у2/т»/ у2 100) Так как Ес»»>йе„а, то расчет ведем по формуле (5-7) с поправкой (5 1!), Из решения задачи 5-34 видно, что коэффициент тепло- а»д;щи для прял.ой грубы с»=7950 Вт/(и' ' С), 8 ь .— — 1+ 1,8 — =- ! Д45 100 (5-11) сх, .=- аг~ —: 7950 1,145 = 9100 Вт/(м' 'С) . ю=,', 'м/„ 5-37. Определить количество теплоты, которан гпводптся от воды, движущейся па змеевику с радиусам /1=-!60 мм, выполненно»»у из трубы диаметрам»1= =18 мн. Расход води 6= т,:-ур'г =024 кг/с; средняя по длине трусы температура воды 1»»=120'С; пос»»»г»»»»»ая па длине температура впу рсппсп поверхности трубы 1, -- 110' С.
Длина трубы змеевика 1-=3 м. 1»» =!5'»" Ответ Рис. 5-6, 1( задаче 5-36. О = 14 кВт. 5-38. Теплоабнспиас устройст- во предполагается выполнить нз прямых круглых труб диаметром г/=30 мч, внутри которых долл»па пра»екшь охлангдающая я»пакость. Температура внутренней поверхности с»еиок труб 1» задана и равна !20' С. Охлаждающая жидкость имеет среднюю температуру 1»,=70'С и далжяа отводить количество теплоты 1)=300 кВт. Определить поверхность охлаждения, если в качестве охлаягдающих укндкостей будут применены: а) вода, б) трансформаторное масло; в) воздух ари атмосферном давленви.
Средняя скорость днпжспзя воды и масла принята равной ш= =2 и/с, воздуха ш=)О м»с. Прп расчете во всех трех слу»шях принять 1>50»/ н средний логарифмический температурный напор 51»=1» — 1„». Ответ р, лг"з Дл»» воды 0,56 Д.ш масла 5,25 Для воздуха 156 5-39. Как изменятся коэффициенты теплоотдачи и поверхности нагрева для иоды, масла и воздуха, полученные в задаче 5-38, если при той же средней температуре теплоносителя (1 =70' С) темпе.
ратура стенки будет не 120, а 20' С, т. с. будет происходить охлаждение теплоносителя прн том же температурном напоре, что и в условиях задачи 5-38. Ответ а) Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке уменьшится на 32,47о н Е=0,83 м'. б) Коэффициент теплоотдачн от трансформаторного масла к стенке уменьшится на 41,67а и Р=9,0 м'. в) Коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке прп относительно небольших температурных напорах практически ие зависит от разности температур и поверхность будет такой же, как в задаче 5-38: Р= 156 м'.
5-40. По прямой трубе диаметром г/=30 мм и длиной 1=2,5 и дважется теплоноситель со скоростью ш=4 и/с и средней температурой !в=50'С. Вычислить потерю напора по длине трубы, если в качестве теплоносителя прил»енеиы: а) вода и б) трансформаторное масло. Расчет произвести для случал охлаук»тания теплоносителя нри температуре стенки трубы 1»=20'С и для случая нагревания при 1»= =80' С.
Ответ Прн охлаждении воды Ар=11,5 кПа; при охлаждении транс. форматорного масла бр=17,6 кПа; прн нагревании воды Лр= =9,57 кПа; при нагревании трансформаторного масла бр=14,3 кПа. 5-41. По трубе диаметром г/ 38 мм протекает вода со скоростью ы= 9 м/с, Температура внутренней поверхности трубы поддерживается 1,=50'С, и движущаяся по трубе вода вагревается от тенпературы на входе гж»=16' до 1ьз=24'С. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки к воде и длину трубы. Ответ сх = 28 400 Вт/(м"С); 1 = 3,35 м, Решение Определяем режим движения воды: 1ж —— О 5 (/жз+ 1ж ) = О 5 (16+ 24) = 20'С; при 1ж=20'С для воды уж=! ° 10-е ма/с н 9 38 10 )(еж = = 3 42,10а > 10а 1 ° 10 Роялям турбулентный; длн расчета хоэффнцнента теплоотдачи используем формулу (5-8).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
