Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 26
Текст из файла (страница 26)
// 2 7-6, Как изменится коэффициент теплоотдачи от вертикальной плиты к окружающему воздуху в условиях задачи 7-5, если высоту плиты Тлели ц.т~ в 2 раза, а все друг>>е условия оставить без измен ин:в. Ответ ач/а1 = 1 7-7. Электропроводящая шина пряиоугольного сечения 100Х ХЗ мм, расположенная на ребре, охлаждается свободным потоком воздуха с температурой 25' С. В условиях длительной нагрузки температура шины не должна превышать 70'С. Вычислить коэффициент тсплоотдачи и на цоверхностн шины и допустимую силу тока в шине для указанных условий. Удельное электросопротввлеинс материала шины 9=0,13 Ом ммз/м. Ответ а — 9,84 Вт/(мз "С); / -- 450 А. 7-6. Как изменятся коэффициент тсплоотдачи н допустимая сила така, если температура шаны должна оставаться, как в задаче 1,= 70' С, а эксплуатация систслиг электропередачи ведется в зимних условиях и среднюю температуру окружающего воздуха можно принять равной /:, — 10'С? Ответ ц =-!0,8 Вт/(м' 'С); / =-719 А.
)4ц„= 1,18 (ОгРф'. (7-2) При пользовании формулой (7-2) за определяющую температ>ру принимают /г=.05(/.+1„) н определяющий геометрический размср— диаметр проволоки г/. Ответ з) Ь =.2,42 А; а~=80 Вт/(и"С); б) / =-235 А; а.=7570 Вг,'(мт'С), 7-! О. Определить коэффициент тсплоотдачн от горизонтальной плиты, обращенной теплоотдающей павсрхностью кверху, с размерамп аХ5=2>43 м-', к окружзющеиу спокойному воздуху, .сели известно, чта температура поверхности плиты гл = 100' С и температура акруэлавщсго воздуха вдали от плиты /, =20'С. Ответ сз = 10,3 Вт/(мз С). 7-9. Определить допустимую силу тока для нихромовой проволоки лизмшром 0,5 лгм из условия. что ее температура не будет прсньппзть 300' С.
Сопротивление ! и проволоки при /,=300' С /?= — -6 Ом ч. Температура среды, окружаювзей проволоку, !в=20'С. Расчет працзяести для лвух случаев: а) проволока находится в спокойном воздухе, б) право;инга находится в спокойной ваде под давлением, прн катарах~ температура нпсыщепия прсвьицает 300' С. Рекомендации к рен~ению задачи. Обычно для проволок небольшого диаметра (с(=0,2 †: 1 мм! комплекс ОгРг мал по значению, ц сохраняется пленочный или переходный режим течения. В случае значений ОгРгС5 10' для расчета мохсно рекомендовать формулу (4] !50 Решение Т еплоотдачу горизонтальных плит можно п иблнж тывать по формуте (7-1) Т ° о меньшая сторона плиты. П ,е - .
огда за определи~о~ ий еплоотдающая поверхность рн этом сслн т , то полученное из формулы значение коэ нв та теплоотдачн унеличнвается на 305; е не коэффнциен. 30в/в (!3). на 7в', еслв книзу — уменьшается на В рассматриваемом случае 1ь=20'С, п и у ь=, при этой температуре для )ж == 2,59.!О Вт/(м 'С); Рг =0,703 Определяющим размером будет меньшая сто а=2 м, тогда комплекс ая сторона плиты, т, е. ( Р) =86 61о Р =9,8! 80 2в 0,703 — гж =, = 6,64 !Отв. м 293(!5,06 !О в)в По полученному значению (ОгРг) из табзипы к формуле (7-1) находом: С=-О,!5 и л=.!/3, тогда Хпж =0.15(6 64,!Огв) / 6!О откуда йж 2,59.10 з а' =..
Впж — = 610 — ' = 7,9 Вт/(мв.'С) и 2 а = 1,3а' = 1,3 7,9 = 10,3 Вт/(м'. 'С). 7 1О 7-1!. Как изменится коэффи чп -, если плиту расположйть теплоотдающей поверхностью книзу, а псе другие условия оставить без изменений? Ответ ав = 5,5 Вт/(мв'С); а/а = 1,88. 7-12. В мас.
ляяом баке температура масла марки МС подде жндиаметром к=20 мм. вается постоянной с помощью горизонтальных об ых о огрсвающпх труб Определить кмоэжфи~ фф !кент теплоотдачи от поверхности тр б к маслу, если темпсрат а масла 1 ур . в=60' С, а температура поверхности итру к тру в= ' . асстонние между трубамн относптсльно велико, н линдра. расчет теплоотдачп можно производить ка как для одиночного циО~вет а = 96,2 Вт/(мв.'С). р .фф циент теплоотдачн в условиях задачи 7-13. Определить коэффн , если при той же температуре масла н том же температурном гж=60 С и /ь =80 С.
напоре тепловой поток напранлен от масла к с е . ла к стенкам труб, прн этом Ответ а = 47,2 Вт/(м"С), т. е. коэффициент теплоотдачи примерно п 2 раза меньше, ем лозняк вагревапия, ше, чем в ус- 7-14. Определить эквивалентный коэффициент теплопроводностп н плотность теплового потока д, Вт/м', через вертикальную щель толщиной 6=20 мм, заполненную воздухом.
Температура горячей поверхности 1ю=200 С и холодной 1ьв=80'С (рпс. 7.2). Ответ лв = 7,5 !О з Вт/(м 'С); д = 448 Вт/мв. решение Эквивалентный коэффициент теплопроводностн может быть вы. числеи по формуле (4) ),в=)ен (7-3) где Х вЂ” действительный коэффициент теплопроводности жидкости; а„— коэффициент конвекцин, являющийся функцйей СгРг, может быть приближснно вычислен по формуле (7-4) ак — — О, 18 (Ог Рг)с'„.
Здесь все физические параметры выбираются при определяющей температуре 1в.с=05(!вг+ + /ьв). За определяющяй размер принимается ширина щели 6, за расчетную разность температур — величина 61=!в~ — 1вв В рассматрнваемом случае 1с.г=0,5(200+ +80) = !40 С. При этой температуре 278 1О-в мв/с; !.с.г = 0,0349 Вт/(и "С); Ргс „= 0,684; 1 1 рс.г = — К вЂ” 1 1о.г+ 273 413 Вычисляем произведение (1св — 1св) 6в (Ог Рг)с.г = 86с.г мв Ргс.г = 120 (2.10 — в)в 4!3. (27 8.РЗ вЂ” в)в Коэффициент конвекцни в„= 0,18 (2,02 !0 )о зэ = 2,14, Рис. 7-2.
К задаче 7-14. тогла )чв = 3,49.10 — в 2,14 = 7,47 10 — в Вт/(м ' С), Плотность теплового потока через воздушную прослойку й» 7.47.10 в Ф= (1св — /св) = 120 = 448 Вт/мв. 6 0,02 153 7-!5. Как изменятся эквивалентный коэффициент теплопроводности и плотность теплового потока в условиях задачи 7-!4, если щель меж пл гду лоскпмп стенками заполнять подпй под давлеинем, а вес лругпс услопнп оставить без пзмспснийу Ответ йз.=-15,5 Вт/(и 'С); о = 92600 Вт/м'. 7-16.
Как пзи ~ ! ен ггся эквивалентный коэффициент тсплопроводпостп, ы щ го«ношу щели улгсны|щть в 2 раза, а все дру: пе условия гктавпть тзкпмк, как в задаче 7-1-1 Ответ л«уменьшится и 1,68 риза. 7-17. В ' 7- 7. В контуре для пзучсипя гплродппзмпки и топ.щогдзчн ъилкомсталлпчсскпх теплоносителей металл в заборном баас нагревается при помощи горизонтального элсктричсцго~о нагреватели, пмсю.
него форму цплнкд за диаметром 50 мм Вычислить коэффициент теплоотлачи от поверхьпютп иагреоат . г . ,:. у лля случая, когда коьмур заполнен натрием с т р уР " « =2 0' С, а температура поверхности пагревзтсгш /« = Ответ а =!5?50 Вт/[мз 'С) Решение Теплоотдача при свободном движении жидких металлоп может быть вычислена по формуле [4) Иц„= ССг"„Рг„" 4.
(7.5) числа Грасгофа: В этом уравнения С и л находятся в зависнмостн от зиач т значений прп Сг„=.!Оэ+.10э С.=0,52 и л.=0,25; при Сг„.=!0'; 10" С=0,106 и я=0,33, Ф.' пщческпе свойства выбираются при темпера 1 =0,5(/, рг туре г=, ( + Для рассматриваемого случая 1, =0,5[200+400) =300' С. П я этой темпе ат е фн р ур физические свойшпа патрии имеют следующие «ппчения: чг «..
39 4,!Π— з мз/с: йг - †- 7! Вт/!и.' С) Рг„=«0,63 !Π— в; Ы㫠— Рс 903 — 854 Рг = =- =- 2 71.10 -«К-Н Рж Рс — /ж) 903 [400 — 200) 6/г/з 200 [5 1Π— в)з Сгг.— —. Ы))г — --9,81 2,71 !0-4 — —. 4,28 10«. тз ' 139,4 ТО" Р Прп шом зпачеппп числа Грасгофа С=0,52 и л= 0,25; тогда И"г =-0,5214,28 !О )о О [6,3.10 з)п' !1 1 отлуда )г 71 а = Нпг — = 11,1 = — 15 750 Вт/[мв ' С), с/ 510 154 7-18. Как изменится коэффициент теплоотдачи от поверхности нагревателя к теплоносителю, если в задаче 7-!7 контур заполнить: а) литием Ы; 6) сплавом [энтекткка) 25%, Иа +757« К.
Температуры теплоносителей и поверхности нагревателя остаютсп как в задаче 7.17. Ответ а) а.=!0500 Вт/[мз 'С); б) а = 6370 Вт/(ыз 'С). гллвл восьмля ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА 3,0 0,140 4900 2,0 0,127 5410 1,0 1,5 О,!О? О,!18 6530 5880 0,2 0,4 0,6 0,0715 0,0845 0,094 9620 8!50 7320 О,! О, 060 !! 430 х. м б„мм ак Вт/[маХ Х 'С) Решение Прп пленочной конденсации чистого сухого насыщенного пара и лпминарном те гспнн пленки толщина пленки и местный коэффициент теплоотдачи могут быть приближенно определены по формулам Нуссельта [4): толщина пленки 4 / 4лр»Д/ местный коэффициент теплоотдачн л а» = 6» !8-1) [8.2) 8-1.
На поверхности вертикальной трубы высотой 0=3 м пропсхолпт пленочная конденсация сухого насыщенного водяного пара. давление пара Р=2,5 1О' Па. Температура поверхности трубы Г,= = !23'С. Определить толщину пленки конденсата б и значение местного коэффвциента теплоотдачи а, в зависимости от расстояния х от верхнего конца трубы. Расчет произвести для расстояний х, равных 0,1; 0,21 0,4; 0,6; !,0; 1,5; 2,0 и 3 м.
Построить график изменений б и а по высоте трубы. При расчете считать режим течении пленки конденсата ламинарным по всей высоте трубы. Расчет выполнить по приближенным формулам Нуссельта. Ответ Результаты расчета приведены на рис. 8-1 и в следующей таблице: где Х, д, М и р — коэффициент теплопроводности, динамический фф ц езт вязкости и плотность конденсата, которые выбираются Прн СрсдНЕй тЕМПЕратурЕ КОНдЕНСата Г»=05(1,+1,); à — тЕПЛОта Па- рообрззования при температуре пасы. м„гр, Вг/(ех 'Г) щения !»! 61=1» — 1» — температурный В напор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
