Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Казффиииснг тсилоотдачи от поверхности оболочки к воде а=-2,5 10' Вт/(м'*С). Все остальные условия остаютси таки. мп же, как в задаче 5-88. В результате расчета определить значения тех же неличнн, чта были расс!итаны в задаче 5-88. Ответ /жо — !91 ОС! /жз .' 203"С' ." 223'С; х .„: . 0,263 и; 1сж — — 225'С; г„а -.-.
241'С; х, =- О,!83 м; 1 .— 243'С; 1ашц — — 341'С; хоспж =0,0615 м; !оси.ы =.34! С. гикал шестая ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ВЫНУКГДЕННОМ ПОПЕРЕЧНОМ ОБТЕКАНИИ ЦИЛИНДРА И ПУЧКА ТРУБ Знзчсиия и координаты максимальных температур па аси и иа ннутрешгей поверхности оболики о ~рсдсляеи по формулам (5-35) и (5-36), заменяя в пих вели~о!ну Дг,, соотнатстаегив па бгяс» „ и Дг,о,: гаса,,* !жг 1 ) ! ' 31 ° о ггка 1 кг 2 ! 4 гжт гко, '!26,2,а = 0,5+ ~/0,25+ ( — ) = 2,!5; 80 1аси, к = 250 -', 2 ! 5 80 = 422' С; — ! г26,2';а ',80/ 1,пч„— -250+ 1,1 80 =.= 338'С; 1 (1жк — 1жг 2 5 ' 80 хосиж=- — агс18 ( †." -, -- — агс(8( — 1 .-.-0,245 м; и ', 2Д/оспе/ н '~2 126,2, 2,5, !' 80 хсг.ж — агс!д( ~ .
0,632 м. п,2 26,2 . 6-89. Опрезгслить распределение ~счпсратур ~с ьюиоситсля п стенки по длине твэла, ркссмотреинш а в задаче 5-88, сслп топлена. ситслсм является вода 6-1. Медный шнноировод круглого сечения диаметром г!=15 мм охлаждается поперечным потоком сухо~о воздуха (рис. б-!).
Ско. рость и температура набегающего потока воздуха равны соответст. венка: ю=! и/с; гк;=20'С. ш=гм/с Рнс. 6-1. К задаче 6.1. Вычислить коэффиииснт теплоотдачи от поверхности шинопровола к воздуху и допустимую силу тока в шинопроводе при условии, что температура его поверхности не должна превышать 1,=-80'С. Удельное электрвческое сопротивление меди р=0,0175 Ом ммк/и. Ответ а ==-23,8 Вт/(ма'С); ! = 825 А. Решение Прн температуре 1ж=20'С физические свойства воздуха следу. ющие: «„=1606 !О-' мЧс; Еж=2,59 !О-а Вт/(м 'С).
Число Рейиочьдса саМ ! 0,015 Ке = — = ' а — —. 995. «ж 15,06 !О !35 Рис >ст тсслоатдачи прн поперечном обтекании одиночного пи. лпндра воздухам мажпа производить па следующим формулам (3). пр !О кйе =. ! РО йпж .=- 0,44 йе'„",; при 1 ° ! 0' к йеж гс 2 10' Мп . =-. 0,22йс"."', (6-1) где за определяющий размер прииимаетсп диаметр цилиндра, а за определяющую температуру — температура набегающего потока воз.
духа !»ж В рассматриваемом случае йиж = 0.44 (995)а'з = 13 8 следовательно, коэффициент теплоотдачп )„ж 2,59.10 з а = Х иж — = 13,8 ' = 23,8 Вт/(мз 'С). 1,5 10 Допустимую силу тока определяем пз уравнения баланса энерпп, а(!с — ! ) лб! =- П й, р! й= —, л~Р ' 4 откуда выражение для силы тока имеет вад: / аЬИ '='"""1~ 4р Подставляя известные значения величин, получаем: . ь Г23,8 (80 — 20) 1,5 10 1 = 10 .3,14 1,5 10 " $ / — — 825 А . 4 0,0!75 сс = 34 Вт/(м"С); 1 = 348 А. 136 6-2, Как взмолятся коэффициент теплоотдачн от поверхности ш,>нопровода п допустимая сила тока, если скорость набега>ожега па~ока воздуха уменьшится в 2 раза, а все другие условия останутся теми же, что в задаче 6-!7 Ответ а 16,9 Вт/(м"С); 1=692 А, т.
е. коэффициент теплоотдачи чг— уменьшится в )г 2ж 1,4 раза, а допустимая сила тока в )> 2кч = 1,2 раза. 6-3. Как изменятся коэффнцнент теплоотдачи от поверхности ппшопровода и допустимая сила тока, если диаметр шиноправода уменьшить в 2 раза, а все другие условия оставить теми же, что н з задаче 6 !. Ответ 6-4. Водяной калориметр, имеющий форму трубки с наружным диаметром >!= 15 мм, помещен в поперечный поток воздуха. Воздух имеет скорость ж=2 м/с, направленную под углом 90' к оси калориметра, и среднюю температуру !ж=20' С. При стационарном тепловом режиме на внешней поверхности калориметра устанавливается постоянная средняя температура 1,=80' С. Вычислить коэффициент теплоотдачи от трубки к воздуху п тепловой поток на еднняцу длины калориметра. Ответ м = 36,3 Вт/(мз 'С); д = 102 Вт/м.
Решение Физические свойства воздуха при температуре !ж=20' С: 15,06 1О-з м>/с; Аж=2,59 1О-' Вт/(м "С). Числа Рейнольдса Чж= ьЫ 2.15.10 йе = — = = 1990. чж 15,06-10 Так как 1 10зж. йеж.2 1О', то согласно (6-!) йиж 022йж' тогда заэ 2! и коэффициент теп тоотдачн Хж 21 2,59 1О а=- ь!и 1,5 10 = 36,3 Вт/(мз'С). ас Тепловой поток на сдшпшу длины >/! а(!с !ж)лИ=36,3(80 — 20)Х Рнс. 6-2. К задаче 6.6, х3,14 1,5 1О-з= 102 Вт/м. 6-5. Как изменится коэффициент тсплоотдачи в условиях зада. чи 6-4, если скорость воздуха увеличить в 2 н 4 раза? Ответ Коэффициент теплоотдачи увеличится соответственно в 1,51 и 2,3 раза. 6-6. Как изменится коэффициент теплоотдачи в условиях задачи 6-4, если воздух омывает трубку под углом атаки ф=60' (рис.
6-2), а все другис условия останутся без изменений? Ответ м в, = 33,7 Вт/(мэ'С). Решение При обтекании одиночно>а цилиндра под углом атаки, не равным 90', а, =ейа, (6.2) 137 глс аф и Π— коэффициенты тсплоогдачп при данном угле атаки и прп угле атш и ЯО'. гф —. поправка на угол атаки ф, значения которой в завпсиссастп от величины угла ф даны иижс ф' . . . . 90 80 '"0 60 50 40 30 в,), .. . 1 1 0,99 0,93 0,87 0,76 0,66 В рассматриваемом случал при»1=-60' сф --»0,93 п, следова. тельно: и,» ш, = 0,93 36,3 = 33,7 Вт/(мз»С) . 6-7. Ци. с ! лппдрическая трубка диаметром с/=-20 мм ахлаждастся попсСОО шым потоком воды. Скорость патока и=1 и/с. 'редияя температура воды !,»=-1О' С п температура поверхности трубки /,=-50*С. Определнтс коэффициент тсплоотдзчи от павсржсостп гр)бки к Охлаждающей ваде.
Ответ и =- 7050 Вт/(мв »С) Решение При тсмпсрвт)ре воды /»=!О" С = 1,3 10 в ьгз/с. с(пс.то Рейяальдса ач/ 1 0,02 Г(е»с = — ; =- 1,54 !О'. тж 1,3 1О лни г , ь Расчет тсплоотдачп прп поперечном обтскан! лс дра капельиай жидкостью можно пропана" с ~н одиночного ип. г~ПЗ~ Птв ИО Г. ГД\ ЮШИЧ при 8<Г(е < ! 10в Гл'и» = 0 50)(сс з!з а м! — "' ' гРг. ж ж гс 'гри 1 10з < Гсе. < 2 10 (6-3) где за Овраг»сляю~иссй размер бсрстся дсшчстр пи твид з, в "исс « ~ О ОатпсггтвусО»ссс флзпгсск!!с гваиства в: нршатся па температуре набсгасашсгс1 готика жпдкос .
р, ! ' жплкагтп у стсякп О. В рассматрпвасчом счучас ! !О' Гсс,»<2. !О"; рш ~ст прсишвадссм по иторай форс!! ш При /ж.-=!О'С т* -"1,3 10-» м-",'с; й -0571 Вт/(м.'С); Гзг»:-рл. Грп температуре /,=50'С Рг, -=3,55, слслав1тсшзсо .'чгиж == 0,25 (1,54.10 )и с(9,5)О '" / — ' ! ',3,55/ 138 и коэффициент теплоотдачн 0,574 сс -. сл/пж — = 246 ' =; 7050 Вт/(и' 'С), 0,02 6-8, Сравнишь казффиц«еиты теилоотдачи от стенки трубы к во с!уху.
а) ири движшшп воздуха внутри длинной трубы впутршшим дистмстроч с/» -50 млц б) при внешнем попер«иом абтскаишс одиночной трубы наруж. иым диаметром с/,=50 мм. С:рависпис произвести для скоростей ш= 5; 1О; 20 и 50 м/с. Среднюю температуру возд! ха во всех случаях принять равной !ж.= =- ОО' С. Ответ Результаты расчета приведены ниже: 5 10 20 50 1,8 1,56 1,36 1,14 ш, ч/с и,/а.
6-9. Труба с виесииим диаметром с(=25 мм охлаждается поперечным потоком трансформаторного масла. Скорость двнжеинг в средняя температура масла равны соответственно: ш — — 1 м/с и Г» = .=20' С. Определить, какую температуру поверхности трубы необходимо поддерживать, чтобы плотность теплового потока составляла 4= =-4,5 10' Вт/м', и каково при этом будет значение коэффициента сеплоотдачи. Ответ = 70'С; и — — 925 Вт/(м"С), Решение Опрелетяеч режим движении трансфорчаториого масла При !», —.20 С чж=-22,5 1О ' мз/с; шс/ 1 2,5 10 )(еж-» — - — ', — -1,1110'. чж 22,5 10 Так как шола Рейиольдса находится п пределах 1 ° 10»(~)сеж~2Х Х10:, то по формуле (6-3) ичесч: »!и = 0,25)се ' Рг " а в О зв /Ргж О,зз -" ~Рг ~ гс 139 В формулу входит число Прандтля для масла, взятое при температуре стенки.
Поэтому задачу приходится решать либо методом послелавательных приближений, либо графическим методом. Используем последияй. Зададимся тремя значеанями температуры стенки: !,» =40' С; !»»=60' С и !»»=80' С, вычислим плотности теплового потока ири этих температурах и построим график 4=./(1,). Задавшись !»»=.40'С, по указанной выше формуле рассчитаем коэффициент теплоатдачи. Г1ри Г»=20'С ю»=225.10-' и'/с; аж=0,1106 Вт/(и 'С); Ргж= =. 298. Прн температуре /с< — -40'С Рг„=!46; о зв /298'о з< <ь<нл =- 0,25(1,11 !О )" а(298)с"зз ~ — ~ =:- 175; ,146~ ).<н и = !</пл — .— — !75 ' =775 Вт/(мз 'С).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
