Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 24
Текст из файла (страница 24)
с/ 0,025 Пла пасть <сиповата <югалв прн /с<. -40'С </т = аз Л/з = 775 (40 — 20) .=- !5 500 Вт/л<з, При температуре !сз=бО'С значение коэффициента теплоотдачн будет отличаться от и, только в связи с изменением Ргс, поэтому <Ргсз/ '<,Ргсз/ /сл /ж Прп /сз — — 60'С Ргсз=8? 8 н / 146 ')О.ЗЗ 60 — 20 1 55,10з ! ! ' = 3-5(. 1О< Вт/чз ,87,8/ 40 — 20 Прн /с<=.80' С Ргс< =59 3 н /146!о зс 80 — 20 </з = 1,55 !Ол ~ — ) = = 5,78 1Оз Вт/лР. ,59,3/ 40 — 20 По вычисленным значениям <? строим ~рафик <?=/(/,) (рис. 6.3).
По графику находим, что прн 8 г<глгг заданном значении 4 4,5)( 8/? Х10< Вт/м' температура стенки И /с = 70' С. Прн найденной температуре 4// /,=70'С вычисляем коэффициент тсплоатдачн. Прн /„=70 С Рг,=71,3, тогда 1Ргс 70 '146 ')о зс =- !75~ — ) =-209 71,3/ 0 Ор лр я ~ г и лн< О,! 106 а = /(а<к = 209 Рис. 6-3. К задаче 6-9.
с/ 0,025 —.-- 925 Втйыз С>, 6-10. Охлаждение трубы поперсщым потоком трансформаторного масла осущестнляется прн тех же условиях, что н в задаче 6-9. Однако по условцим охлалкденпя пеобходяма, чтобы платность теплового потока йа поверхности трубки не превышала 3,5 !О' Вт/м'. Какая при этом должна быть температура поверхности трубы и какое значение будет иметь коэффициент теплоотда щ? Ответ /с — — 62'С; м = 890 Вт/(мз 'С).
140 а, Вт/!мс.ьпл Жидкость Озлаждевне Нзгрсзснис 15 500 1370 17 900 2070 Вада Масло 6-13. Определить средний коэффициент теплоотдачи конвекцней от поперечного потока дымовых газов следующего объемного состава: Ры,0=0,11; Рог, =0,13 и рм — — 0,76 к стенкам труб котельного пучка. Трубы диаметром </=80 мм рас. положены в шахматном порядке. Поперечный н продольный шаги труб равны соответственно: з< 2,5</; аз=2</. Средняя скорость потока газов в узком сечении пучка ю=10 м/с.
По направлению потока газа пучок состоит из четырех рядов труб с одинаковой поверхностью (рис. 6-4). Рис. 6-4. К задаче 6-13. 141 6-11. Определить отношение коэффициентов теплоотдачн при поперечном обтекании одиночного цилиндра капельной жидкостью в ус. павиях нагревания (сск) н охлаждения (асз) жидкости.
Сравнение произвести прв одинаковых скоростях, средних темпе. ратурах жидкости н одинаковых температурных напорах. Ответ <хи ~Ргс.ох <)о,за ,Рг „ / 6-12. Сравнить значение коэффициентов теплоатдачи при поперечном обтекании трубки диаметром </=8 мм надой и маслом марки МС. Сравнение произвести при одинаковых скоростях и средних температурах жидкостей, равных соответственно ю=2 м/с и /„=70' С, и прн температуре поверхности трубки /, =90' С. Определить также, как изменятся значения коэффицнентон теп.
лоотдачп для воды н масла, если при тех же средней температуре жидкости и температурном напоре будет производиться охлаждение жидкости (/„70сС и /,=50'С). Ответ =00!! Температура газа переЛ пучкам /за=- !100'С, — за пучком / з= — 'С. Загрязнение поверхности труб пс у п>тывлгь Ответ гх = 62 Вт/(м"С).
Решение ! папе)шинам аб>охании газ;>мп пу >хан Расчс! тсплаагдачн пи муле (4): тру с чистой поверхностью можно производить по и р лсдующей >)ар. (6-4) имУ 10 8 10 )!еж = — = „= 4,59 10'. я>к 174,3 10 Так как !0>()(сз. 10"", то формула (6-4) применима и лля шах.
магната пучка С-.-0,41; л=о,б. Отпошсипс з>/з>=2,5/2=1,25, и поправочный коэффп>пяш>т , = (1,25)!/ = 1,04. Число Хаж = 0,41 (4,59 10 )а' (0,58)о юз.1,04 =-55 Коэффициент теплоотдаче для третьего ряда Хи . 0 109 цз.— - Киж — ==55 ' . = 75 Вт/(>Р *С). 8 1О 142 14п С !зел Рта,зз ж ж ж ез где при коридорном расположении труб С вЂ” -0,26, л=.0,65; п и шах- матном расположении труб С==0,41, л.-о,б; ,. р прпнят диаметр трубы, за определяющую темперзг >у--с с- ияя температура жилкастн Гч,=-0,5(/за+/,«з), ч,=-,5 за+,«з), за определяюйгую ско- рость — средйяя скорость в самом узком сечении пучка; е, — поп а- ночиь>й коэффициент, я" 4>Ь ', учнтынаюпгий влияние относительных шагов: и пучка; е, — попрадля коридорного пучка труб е,=- (зз/с>) для п>ахчатного пучка труб'.
пРи з /аз < 2 е, = (зз/зз) /а; при з>/з>~2 е,-1,12. П " .. '- ! Формула справедлива при 10>~йс„"с10"'. отаетсгв з зч одсчитанный по формуле (6-4) коэффицнеи с .. т тсплаат. ачн со- груб в пучке. г уст знзчешпо его Лля третьего и всех последу о дующих рндоп Коэффициент теплоатдачи первого ряда пучка б ется как а,=о,баз. >кз тру а; апрсдс.1я. Лля труб второго ряда и коридорных пучках аз=о,оа, В рассматринаемом случае определи>ощая температура /ж == 0 5 (/жз+/и>з) = 0 5 (1100+900) = 1000 С При этой температуре физячесние свойства дымовых газов дан.
ного состава следующие: ч>я — — 174,3 1О мз/с; Хж — — 0,109 Вт/(м 'С); Рг>к —— 0,58, Числа Рейнольдса При одинаковой поверхности рялов средний коэффициент тепло- отдачп 4 1 %"з 1 се = — '~ а! = — (О,бах+0,7цз+2аз) = 4,~~~я) 4 33 — — .75 = 62 Вт/(мз 'С). 4 6-14. Как изменится среднее значение коэффициента теплоатдачн в пучке, если в условиях задачи 6-13 число рядов по ходу газов увеличить в 2, 3, 4 и 5 раз, а все другие данные оставить неизменными? Ответ а =- сзз (1 — — ' ~ 1 Пр» л) 3 га Бй а 6-16. Сравнить коэффициенты теплоотдачи для третьего ряда груб по ходу воздуха для двух воздухоподогревателей, конструктивна выполнсйных в виде трубных пучков с шахматным расположением труб.
Оба пучка обтекаются поперечными потоками воздуха с одинаковой скоростью ш= 10 и/с и средней температурой патака !я,=- 100' С. Диаметры труб в пучках соответственно равны: >з>= =-50 мм и >(>=25 мм. Сравнение провести при одинаковои для обоих воздухоподогревателей отношении шагов з,/зз, 143 прн л=-8 а=68,5 Вт/(м'лС); при л=!2 а=70,5 ВтДм"С); прп а=16 а=71,8 Вт/(и' 'С); при а=20 а=.72,4 Вт/(и"С). 6-15. Воздухоподогреватсль представляет собой шахматный лучах труб, который обгскзется поперечныи потоком воздуха.
Днам тч труб г(=50 мм. Поперечный шаг >,=100 мм, продольный шаг з,= дгЛ"~' Г) =200 им. Средние тез;пературы Газ,„! потока возд)ха и пар! игп»й по. верхностп труб в пучке равны соотнетственно: !ж= 100' С и 1,= Ггр =200' С. Построить зависимость коэф. фнциента теплоотдачн от скорости движения воздуха в узком сече- ш нии пучка. Интервал скоростей у т(> тз з'ф взять в пределах от 5 до 20 и,'с. Число РЯДОВ по ходУ газов л)20 Рис 6.5, К залаяв 6 15 и влиянием на среднюю теплоотдачу первых двух рядов можно пренебречь. Ответ Результаты расчета представлены иа рис.
6.5 и ниже: ш, м/с.......,, 5 10 20 а, Вт/(м>.'С)....... 69 105 159 Ответ а) а, = 2 ' а, = 1,27 а; о,зэ б) аз = 2 ' а! - 1,!5 ах, 6-!8, В , В теплообменнике шахматный пучок труб обтекается поперечным потоком трансформаторного масла. Внешний дваметр т б р Ру' 1,бг/. С уч е и'=20 мм. Поперечный шаг зг 2,5г/, продольный шаг редняя скорость в узком сечении пучка и средняя темперазр = тура масла соответственно равны: а=0 6 м/с и !в=40'С. для т е ь Найти иоэффициеит теплоотдачи от поверхности труб к л . р т его ряда труб пучка прп условии, что теыпсратура позе х. р маслу ности труб !,- 90'С.
рх. Вычисления произвести для двух случаев; а) поток обтекав~ трубы под углом атаки ф=-90', б) поток обтекает трубы под углом аймаки ф-60'. Ответ эо. — — 1130 Вт/(м"С); ай рз..=- 1060 Вт/(м' 'С) . Решение Расчет теплоотдачи при поперечном обтекании пучков труб ка пельной жпдхостью можно производить по формуле (6-4) с авеле. пнем поправки на изменение физических свойета жидкости по сече. иию потока в виде отношения (Ргж/Рг,)Р '-' (4), тогда Кв — С((е Рг ' ( — ~ а, с зз /Ргж 1е'2Р ж ж ж ( Р (6-5) где Рг, — шсло Рг для ркпдкости при тсмпсратурс стог~хи, а остальные величины, так жс как и предел применимости, те жс, что я для формулы (6.4).
В рассматриваемом случае при !ж=40'С тр;=.103.!О-' м'/с; )сж=0,109 Вт/(м 'С); Ргж=146; при !,=90'С Рг,.=-505. Число Рейиольдса шг( 0,6 0,02 Веги = — = ' ' !165> 10з, 10,3 !О и формула (6-5) прнмепиьш. Так как з,/эх=25/1,5=-1,66~2, то е, = (зг/эр)~/~ = (1,66) ~/~ = 1,08, 144 ах = 2" аз - 1,32 ах. 2,4 6-17. С ь в равнг1т* коэффициент теплоотдачп третьего ряда б оздуигиых подогревателей, рассмотренных в задаче 6.!6, при услотр! впп, что шахматное расположение труб в ппх заменено коридорным.
Сравнение провести: а) при одинаковых для обоих подогрсвзтелсй ожюсительных шагах з~/г! и зргой! 6) при одинаковых значениях поперечного и продольного шагов з, и зр. Ответ тогда длн третьего ряда шахматного пучка о зз Ргж в,зэ ?4п = 0,41)?е Рг ~ /! е, = Рго о,а о, /146 Ув'зз =0,41(1!65) ' (146) ' ( — ) 1,08 = 208, (,50,5) Коэффициент тсплоотдачи при ф=90' лир 0,109 а = Мпж — = 208 — ' =. 1130 Вт/(и"С) . г( 0,02 Прн обтекании пучков труб под углом атаки ф ис равным 90', а =в,а, где ей в поправка на угол атаки, значения которой в зависимости от ф приведены ниже: йэ' 90 80 70 60 50 40 30 20 1О вф ..
. . 1,0 1,0 0,98 0,94 0,88 0,78 0,67 0,52 0,42 В рассматриваемом случае прн 0=60' ей=0,94 н а,~ вэ, — — 0,94 1!30 = 1060 Вт/(мз'С), 6-19. Как изменится коэффициент теплоотдачн для третьего ряда труб в условиях задачи 6-18, если пучок труб будет обтекаться поперечным потоком воды, а псе остальные условна останутся без изменений (8=20 мм; а=О 6 м/с; !ж=40' С; !р=90' С)? Сравнение провзвестн при тех же углах атаки, т. е. при ф=90 и 60'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
