Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Следовательно, )йп — 02! Вео в Ргэ аз 1:! 0 02! (6 07 934)о,з (4 3)0,43 ( ~!Мl и коэффициент тсплоотдачн Дж 0,634 а =- Хп, — -"-. 320 — ' = 20 300 Вт/(лР 'С), 0,01 5-52. !гак изменятся коэффициент тезтлоотдачп и количество теплоты, перс.юз»смой па ! м «впала, з условиях ззлзчп 5.51, сслп ка. пал квак!штпо~ о сс ~сипя .шмсппм; а! желевым каналом с соотчюше.
ппсм сторон 1: 25, б) каналом с ссчсвпсм разностороннего трсуголь. ннкау Нрп этом площадь попсрсююго ссчсппп капала п скорость двшкепня воды оставить исизмеипыип. Ответ а) Коэффициент тсплоотдачи увели ются примерно па 20«/«. Ко лпчсство теплоты, передаваемой на 1 и канала, увеличится в 336 раза. б) Коэффициент теплоотдачн )вел1плптся на 2,5«/«, а количество передаваемой теплоты — на !7%«. 5-53. В теплообменпике типа «труба в трубе» (рис. 5-8) во внешнем кольцевом канале движется вола со скоростью ш=3 м/с.
Средняя по длине канала температура воды Г =40'С. 4« Ряс, 5-8. К задаче 5.53. Опрсдсш.ть срсднкй по ллпнс коэффициент теплоотдачп п теп. левую мошкость теплообменнпла, если температура внешней поверхности внутренней трубы /„=70' С. Наружный и внутренний диаметры кольцевого канала равны соответствейно: л/а;- 6 мм длина кангла !=1,4 м. Ответ и = 7600 Вт/(и"С); () — 20'кВт, Решение При !«-40'С для воды е«=0659 !О-' м«/с.
диаметр кольцевого канала г/а = — =. йз — л)л = 26 — 20 = 6 мм 4/ и Эквивалентный ' щей формуле Я: (5-12) 96 10 тж 0,659 10 С й к ффициепт тенлоотдачи на внутренней поверхности редин оэ стеяки при турбулентном режиме течения капельных жидкостей й и га. ! эов в кайалах кольцевого сеченив может быть рассчитан по следую. где индексы «жз в «сэ означают, что физические свойства жидкости выбнраютси соответственно по среднеарифметической температуре / и температуре стенки !, за определяющий размер принят эквивалентный диаметр г/,=г/з — г/, (Н, п г/« — внутренний и внешний диаметры кольцевого канала).
Формула (5-!2) справедлива прп «/«/А = 1,2 †; !4; !/г/«=50 †: 460 и Рг„,=.0,7. 100. В рассматриваемом случае б«26 / 2 =1,3; — = — ~=333 л/! 20 ' ' л/а 610 н рас ~ст проводим по формуле (5-12), При /«=40'С Рг«=431, )л«=0635 Вт/(м'С); при /« —— 70'С Рг«- — 2,55; !«ц,и=0,017(2,73 РЗ) (4,3» ' ~~ — ') «о,з о, /4 311о,зз / 26 !о,за (2,55) ~ 20 ~ Х~ 0 635 и = Киж — = 72 — 'з —— 7600 ВтДма'С); бэ 6 1О О = (/~ — /ж) ~Л = 7600 (70 — 40) 3,14 2 10 з 1,4 = 20 кВт.
5-54. Как изменятся значение коэффициента теплоотдачн н тепловая мощность теялообменннка в условиях задачи 5-53, если наружный диаметр кольцевого канала л/«= =32 мм, т. е. ширина канала уве. личится в 2 раза, при условии, что а) скорость движения воды и все другие условия останутся без изме. пений; б) расход воды и все другие условия сохранятся без изменений. Ответ а) аа — 6900 Вт/(мз 'С).
аа/и = 0,91; О =!8,2 кВт. б) ип = 3580 Вт/(и«'С); иб/и = 0,47; !/ = 9,4 кВт. Рис. 5-9. К задаче 5-55. 5-55. Котельный пучок омывается продольным потоком дымовых газов. Трубы лучка внешним диаметром «) 80 мм и длиной ! 3 м расположены в коридорном порядке с шагом «~=200 мм и з« =200 мм (рис. 5-9). Средняя температура газов ! =750'С; средняя температура наружной поверхности труб /, 250'С и средияя скорость движения газов ш 6 м/с Объемный состав газов (относительные парцнальные давления) Рпи, = 13; Рм гз — — 11; Рм 76. Определить коэффициент теплоотдачи конвекцней от дымовых газов к поверхности труб пучка.
Ответ с« = 13 Вт/(мз'С). 7 — 133 Решение Эквивалентный диаметр пучка труб лР (агах — — ~ 4 , ь,тх =-„4 с/ лг/ лб 4/ г/з = —:— а Слсловзпсльио, при охлаждении в 0,5 ~ В ~ 1 ?/и - — — )чиж (1,27 — 0,278) при нагревании и ! < О к 3,5 Ки = ?4иж В (5-!3) где ь/иа -- чясло Пуссельта прн постоянных физических свойствах: !чи = 0,02! Ре ' Рг завы В рассматриваемом случае / 3 Зз 0 557 и по таблице к формуле (5-7) находим е/ш4-,24, следовательно, Хим = 0 021 (2 74 ! Оз)в' 0 6 ' ' 1,24 = 73 3: 250 + 273 750 + 273 )чи =- Хиж (1,27 — 0,27В) =-73,3 (1,27 — 0,27 0,51) = 83 н коэффициент теплоотдачи , ?и. О,О87! сс = Хи — = 83 — ' = 13 Вт/(ме 'С) йа 0,557 0,2 0,2 г/з = 4 — 0,08 = 0,557 м.
3,!4 0,08 При !:;=-750' С физические свойстаздтзмовых гатов данного со. стлал соответственно раппы: чш = 122 10 — а ма/с; лж — — 8,7! 10 — зВт/(м 'С); Ргн, =0,6; шбз 6 0,557 Веж == —.— — == 2,74 10' ) 1О'. чн, !22 10-а п ' и Прн турбулентном режиме течения гзза в трубах, каналах и пр род<льном обтекании трубных пучкоп теплоотдача может быть поди прп считана по формуле (5.7), но при этом поправка на изменение физических свойств с температурой (Ргм/Рг,)ем несправедлива. Для газов влияние изменения физических свойств на теплоотдачу можно учесть введением температурного фактора (8): Тс Гс+ 273 В = — —.-— Тж /ж+ 273 5-56.
Как изменитсз коэффициент теплоотдачн конвскцпей в ус. ловиях задачи Б.пп, если шаг з, увеличить в 2 и 4 раза? Шаг зз и все остальные условия сохраняются без измененай. Ответ ссм, =-1!,ЗВт/(м' 'С); аы, =9,9Вт/(и' С). 5-57. Кзк изменится коэффициент теплоотдачн конвскцией в условиях задачи 5 55, если днзметр труб уменыиить в 2 раза? Все огта.шныс условия сохранить без изменения. Ответ а' =! 1,3 Вт/(ьр 'С). 5-58. По трубе внутренним диаметром И=-46 мм движетсн воздух с высокой скоростью. Расход воздуха Π— 0,2 кг/с. Теимодкнамичсская температура воздуха на входе в трубу !;= =-. !200" С.
Температура стенки трубы /,=350' С. Лавление воздуха на входе р;= 750 мм рт.ст. и на выходе рз=5!О мм рт.ст. Какой длины должна быть труба, для того чтобы термолинамическая температура на выходе !з равнялась 750' С? Определить так. жс значении числа Маха на входе в трубу и на ныходе пз нее. Ответ ! = 2,5 м; Мт =- 0,66; Мз =- 0,8! . Решение Лавление воздуха на входе и на выходе из трубы р, =- 750 !3,6 9,81 = ! 10з Па; рз = 510 !3,6 9,8! = 6,8 !О' Пз. пкт1 воз Ока нз акиле в ар!бр ! ° !О = 0,236 кг/м", Рз /(Т, 287,4 (!200 + 273) на выходе =0,231 кг/мз, 6,8 Ро ЦТз 287,4 (750+ 273) глс члн воздуха /?=287,4 Лж/(кг 'С). Скорость воздуха на входе 46 4 0,2 =.
520 м/с, !залах 0,236 3,14 (4,6 !О-з)з на выходе рз 0,236 шт = — шз — з =- 510 — = 510 м/с. рз 0,231 Скорость звука и значения числа Маха на входе аз — — )' ИТз — 20,!! Тз — — 20,1 )г 1473 = 770 м/с; шз 510 Мз — — — з — — — -- 0,66, а 770 на выходе аэ = 20,! Ъ Т, = — 20,! )У 1023 = 642м/с; шэ 520 эу/э .= — = —:= 0,81, аз 642 Температура торможении: нз входе з Ю! 5!Оэ О, = Тэ + — =.- !4?3 + — = 1473 -[- !О? = !580 К 2срэ 2 1210 где пря й = 1200' С ср! — - 1,21 кДж/(кг 'С); пэ пыхоле з 520э э =- Т, + — = 1023+ — =- 1023+ 118 == !14! К 2ср, 2 1145 гле прн Д -750'С ср,.— — !,145 кДжу(кг *С)! Срсдиелагарпфмичсская разность температур торможения О, — О, !580 1!4! л'-- -- 717' С 2,31 16 — 2,3! 18— О! — Тс 1580 —. 623 !) э — Тс 114! — 623 Сре,п!еэрпфметп мекая температура возлуха Т = 0,5 (Тэ+ Тэ) = 0,5 (14?3+ 1023) =.
1250 К нл!'. ! = 1250 — 273 =-: 977' С. б Коэффициент тсплоатдачи в рассматриваемых условаях мож т ыц приближенно рассчитан по формуле (5-!3), где в качестве опожет ределиюшей температуры принимается Г, а коэффициент тсвлоотдачи отнесен к разности температур йэй!!. При /=9??*С й>э.=?,9?Х Х!0-з Вт/(м С); рэ,=48,5 10-' Па с; ср,э=1,182 кДж/(кг'С)! Рг„= 0,719; 40 4 0,2 лэУрж 3 14,4 6.10 э,48 5. !О. э Предполагая, что отношение !/о!)50, найдем: Хи =0,021Ке ~Рг~'~=0,021(1,14 10э) ' (0,719)0~~=204. Поправка на температурный фактор по формуле (5.13) пря охлажденнн газа Ип = Хпж (1,27 — 0,2744). где То 623 В == — ж 0,5.
Т 1250 100 ?аким образом, Хп =- ЖУ4 (1,27 — 0,27 О 5) = 204.1,13 = 23!! 7,9? !О-з а=)4п ж =231 ' =400Вт/(мв.'С). э! 4,6 1Π— э Плотность теплового потока !? = аббл = 400 7!7 =- 2,87 10' Вт/м'. Количество передаваемой теплоты Я = Осрж (Оэ Оэ) = 0 2' 1185 (1580 1!41) = ! 04'!Оэ Вт, Площадь поверхности теплообмена !? 1 04 10э Р =- — =, ' =0,362мз, д 2,87 10э Искомая длина трубы /о 0,362 1 — — = =2,5м, лэ( 3,14 4,6 1О 5-59.
710 трубе диаметром э/= 14 мм в длиной !=900 мм течет ртуть со скоростью в=2,5 м/с. Средняя температура ртути !ж= 250' С. Определить коэффициент теплоотдачн от ртути к стенке трубы, плотность теплового потока и количество теплоты, перелаваемой в единицу времсни, прн условии, что средняя температура стенки !о= =220 С. Ответ ц = 24 000 Вт/(мэ'С); э? == 7,2 1Оэ Вт/мэ; !4 = 28,4 кВт, Решение При средней температуре ртути !о=250' С физические свойства соответственна равны: чж = 7 55.10 — в ма/с; лж = 11Вт/(м'С); Ргж = 1 24 10 Число Рейиольдса шэ/ 2,5 14 1О-э Йеж — — — — ' — — 4,63 !Оэ > !Оэ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
