Техническая Термодинамика, задачи и вопросы (984739), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Температурное поле в телах конечных размеров (параллелепипеда). Вид критериального уравнения. ЗО.Теплообменные аппараты. Классификация по способу теплообмена. Примеры. 31.Рекуперативные теплообменные аппараты. Конструкторский и поверочный расчеты. Водяной эквивалент. Расчет конечной температуры. 32.Прямоток и в теплообменных аппаратах, Среднелогарифмический температурный напор. Смешанный ток. 33.Регенеративные тенлообменные аппараты. Тепловой расчЕт.
Расчет коэффициента теплопередачи. 34.Гидромеханический расчет теплообменных аппаратов. Полное гидравлическое сопротивление. Расчет мощности, необходимой для перемещения теплоносителя. 35.Процессы теплоносителя. Виды диффузии. Закон Фика. 36.Диффузия в движущейся среде. Уравнение тепломассообмена. 37.Тройная аналогия процессов тепломассообмсна. Вид критериальных уравнений. 38.Теплопроводность тел с внугренними источниками теплоты.. Теплопроводность плоской стенки. 39.Теплопроводность тел с внутренними источниками теплоты. Теплопроводность круглого стержня и цилиндрической стенки. 4О.Тенлгш лв ш прн течснвн гззв с высокой скоростью. Темеершурв торможеннв 41.Хвректер нв спеша давгеннв п сьорсеш па двине трубы прв дозеуьолыь н сверхзвукавык скарссгвк патака. 42.Теплоотдаче пр» течешш гззв с высоьсй скоростью.
Определение сгбсгвсвнан !ьмнегптуры н ьозффнцнентв восша!овленнл, 43.Рвачег лок.шьцог о шпффнцнешв таплошцечи в круглой првмай трубе црц свсршвуковой сксросгв ногаев 442!есшц онарн л ~ нлоцраводаос ь демоническое решмгне, 1"рмгн аа.му лш не 1, Н н 111 роде. -1- Тема 2: ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ. Основные о м лы 1. Уравнение теплового баланса О, = дг + Оггогперь чч Я =О(~, — ~, 1' ~ 1дэк/кг~-энтвльпчя Й ~г гг гг Индексы "Г' и "2" относятся к горячей и холодной жидкости, соответственно, верхний индекс "штрих" — к условиям на входе, "два штриха*' — на выходе. 1 «ч Я =Ср,.йф, — 1, ~ при Ср,=сопз1 > ю Дг =СРг.ьг1 1г -1г п1гп СР,— сппз$ 2. Уравнение теплопередачи сг = ~ лг р лг -средний логарифмический температурный напор ггг 6 — гглг И= Ыб 1п —— гггн 3.
Закон изменения температурного напора вдоль поверхности теплообмена Ь| = гг1, . е """' ра — текущая (соответствующая продольной координате х) поверхность. лю — температурный напор при х=О 1 1 а, Ср, аг ср, «+» - для прямотока «-» - для противотока Задача №1 Определить площадь поверхности нагрева водо-водяного теплообменного аппарата для прямой и противоточной схем движения, если а, = 10 кг/С, а, = б кг/с, потерями теплоты в окружающую среду пренебречь. 2- Решение: и = я йг 71вм ] т и 0~ = ~т ~ ' Ср ~ Д 1 = 4,191 10 25 3600 = 3,773 10 ' Кдлс н 0т = Д, = 1048 Кдж / сек = 1б 048 10 ' Вт /" — 20 = = 41,7;/" = б1,7'С 4,183 6 80 — 13 Ы— 80 1п 13 — 37 'С 1,81 д 1,048 10 ' Риряи = = ' = 11,3 и Ы /с 37 2500 при прямотоке Из иаблиц 100+75 р /1 = 2 Ср, =4,191Кдж/кг град Ср, = 4,183Кдж/кг град с / = 20ОС 1Вт=3,6 Кдж/час; 1000Вт=1Кдж/сек при противотоке а/= = — = 46'С 55 — 38 17 о 55 0,369 !и —— 38 1,048 10' Гараж= ' =9,1м' 46 2500 Для трубчатого прямоточного теплообменника известно: с Фя С, =12кг/с,Ср, = 1Кдлс/град,/, = 80"С,/, =200 С,б, =21кг/с,Ср, =42Кдлс/кг.град я.
(, =1ЗО~С,/б = 9ОВт/я' град Вывод, Противотоюс по сравнению с прямотохом обеспечивает поверхность теплообменника на 20% меньше. Считая, что толщина стенки труб мала по сравнению с их диаметром, термическое сопротивление труб 0„1 "10 ' и'град/Вт, коэффициент тепиоо1пачи ее = ~иаи с»' реа Найти о~ и температуры стенок трои 1,,~а середние теплообменного ап11арата. ОПРЕдЕ27Я~тМ КОЭфф1Щ1й?ЛШЫ ИИМООР1дИЧМ а2." 5 1 а А а, д — =. 10"' м' град,2'Ж22 А 1 1 — = — = 83 ° И'"а.аа ,е~. ГЛК1 Ф=90Ьтяlм' 'рад а, "-97,3В2221ми. ериад отдано тепла Гре1ощим теплоиоситеяем е'т Я =а2,.Ср, (2, -т, ~ =1,2 1 (280 — 200) =96Кдж(еек =960003222 Принято тепла нагреваемым теплоносителем и 02 ~2 СР2~ ~2 ~2 Я = Д, = 96Кд.'ие/еея е Определяем температуру ~2 / о 96=2,1 4,2~~2 — 130 1, -1З0= —; ~2 =10.2+1".0=140,2оС 1~ =280' 90 21-42' ' Определмем температурный напор 1«, -«,) в сечении Ы Г «з =И«„ с ° Ь«о =«««« =280 130=150 С 1Кдж'сек=1000Вт 1 1 1 С, Ср, О,.Ср, 1,2 1 2,1.4,2 = 0,83+ 0,11 = 0,94ы«« .раа! Х~дж плоШадь теплопереда1ощей поверхности Е р Ь«««ог л «Л«б — 7л««««150 — 59 8 90*2, а М лог— Ь«В 150 0,916 Л««««59,8 96000 98,5 90 1/2« =5,4л«' -0,09.0,94.!л,-цл57 л ~"~7 «, -«, =150-0637 = 9555~С Определим температуры стенок на входе и выходе из теппообменника Ф О Ю «р« ° «;т Ф г «7 „=l««5«« =ф -«„)=90.150=135ООВ«««/л«' 9 ° '~ «7., =а, ~«, — «„) «,, =280 — — =141,3" 13500 97.3 Ч.
=а, «,.2'-«2' «„= 130+ — = 141,25' С 13500 1200 « 1! '~ 9,„„=7«Л«, =««~«, — «, ~=90 (200-1402)=5382В«п~л«' Чбьи =а~ ! ! «, =«, — — """ =200 — — =144,7 С а, 97,3 Н Ю'~ «7„=а, «, — «, ~ — +е, = — +140,2=144,8 С «7„" 5382 а. 120 -5- Определяем температуру стенки Ес2 в сечении ЬГ Ю е 1, +1„141,25+144,68 Плотность теплового потока в сечении ЫР теплообменника дц . =А(~, — ~,)=90 95 55 = 8599 5Виlи' Определим температуры ~„~, в сечении 1/2Г %пь =~ ~~л ') — — '=143 — ' =135,8 Л!21 8599,3 1200 14 1,3+ 144,7 1430 С.' 2 Из-за малого термического сопротивления стенки теплообменника ~с! с.2 д„,„.
=а,(~, — ~с1) Ч~~гк 8599,5 +~,~ = — „* +143= 231,4'С %~ 97,3 гз 20 5,8 г цнсгп теаюпер дв и Л 2300 Втг(м К) Найти нлощвдь поверх ностн геплоабмена В Р с. гхв кг . Нгь ус ю . Ср дн й т мп рвтур щ ввпор ун ленном случвс меана н йтнс со ощ ю рве г2.9, ссщоргь лг ем = где Лг„— р:лв д т мщр;ну рема напор при "чисюн" прстнватоке; с ' гг Ег — гг' Я= — --. уг - ег гс а,у ад о е г сд е.г а,г ел с, ф БСлррс~ й,р ь~ щ 1е и иа.иасс~йеф ~с Ф и~.е~ед~д-гц сД 'г~ ~ь ~>~~ .~ ~ ~ ~„3~ б Т~л ~с= ж! з~о~~ о~ ~ ~\= сба4Е) с ЛосГосг сТсик е р- ~тау ви ~~ о ~ръ ~~-~ ~е~ ~о ~~- 4о~ь Я Я$ Ь' и-ао., ( ~'ые тгмвавМ~~- ~"' ~~~~~ к ~ ~-.~с,, ';ь г ~ Бомой«я ~о~ "9' ~ с +е а.сс ал р с~ ~сги„и С ~Д у~,/ ( ~ '~ЦМ'гЦ>й~.~ ~р~и~) М= ~~-' 'с'~ ! '/7 ~ КАф~Ы ~и С ~Ж~ М~ ~~' ю,'и.ЫОД~фД~~~р~р д Ос~~~ с 3 ) ~.~ 4 С'Гйфлл.д~сй~~ М~с.~ '~'Ра.~Ю~с~ лР~~а ~6с~ч Ци.ам~~~лаыеи смв~кд (~=сии~ ~ ф3 1 т~ йы,чю ~,мщу ~ ~ур~~й~ар Р~~ ~"~'~~"'"': 7емжрй4рйюМЬ, Ш~Каг~ Ы 7ЙКАЬА~.У Ы~.й~~~~сс~ ~ у ~д~ Ь~ с ~1Х- Р-О~.В и 'Т~ййююс г, ер~~ррщ~р Я „„ ~Ф-1но~~ Цска ИйКаи и~ ~рЖ~сгБо~ (~ иск с~~ и~.иезид~ 'Тб.М~Л.~Й/4Сф ~~'-Мб~~ЮС11йЕА2~ Г7-ЕО ~ Ю~ДОМН~(у~Я ~у ~~ ~~ су к ш„~;~,>; л , 1~ й 1 ПРИЛОЖЕНИЯ Таблица П.1 Вт/(м-К) Наименование материала Ср, кДж/(кг К) р» кг/м 0,64 0,74 1,28 0,84 0,14 0,042 0,43 0,90 1,04 20 30 О О 20 30 20 20 450 1800 2120 2000 1600 Асбо шифер Асфальт Бетон с каменным щебнем Бетон сухой Бумага обыкновенная Вата хлопчатобумажная Гипс сухой Глина Глина огнеупорная Дерево: дуб поперек волокон дуб вдоль волокон сосна поперек волокон сосна вдоль волокон Картон Кожа Котельная накипь: богатая гипсом богатая известью богатая снлнкатом Кварц кристаллический: поперек осн вдоль осн Ламповая сажа Лед Льняная ткань Мел Мрамор Песок речной (сухой) Песок речной (влажный) Плексиглас Пробковые плиты Резина: твердая обыкновенная мягкая Сахарный песок Сланец 1,67 0,84 1„51 0,85 0,84 1,09 80 1250 2000 1845 0,20 0,35 0,14 0,35 0,14 0,15 2,39 2,39 2,72 2„72 1,51 825 825 546 546 0 10 0 20 20 20 0,7 0,15 0,08 2000 1000 300 100 100 100 0,72 1,94 0,10 2,2 0,088 0,9 3,5 0,30 1,13 0,184 0,044 0 0 40 0 165 917 2,26 0,88 0,92 О,ВО 2,09 2000 2800 1520 1650 50 О 0 20 20 80 150 1,76 1200 1600 1,38 1,38 1,26 0,157 0,13 0,58 1,49 0 20 0 94 120 Плотность р, теплопроводность /„теплоемкость с некоторых материалов Окончание табл ср, кДж/(кг К) ВтР(м-К) Наименование матернала Р* кг!мз 200 400 0,10 0,46 2,09 2,09 2500 2590 0,67 1300 600 2400 1200 1000 1,46 2,5! 1,09 0,75 1600 1800 0 0 0,70 1,2 0,84 0 84 Таблица П.2 Платность р, теплопроводность Х н предельная температура 1 прнменення теплонзоляцнонных н огнеупорных матерналов, изделий н некоторых металлов Наименование материала нлн изделия р, кгlм Х, Вт/(м К) Материалы Асбест Изделия Альфоль гофрированный, сегменты .
Асбоцементные сегменты 0,0535+0,000221.1 0,0919+0,000128 1 200 400 500 450 121 Снег: свежевыпавший уплотненный Стекло: обыкновенное термометрнческое кварцевое Текстолит Фанера клееная Фарфор Эбонит Шлак котельный Штукатурка: известковая цементно-песчаная Асбозо полат Асбозурнт Асбослюда Асботермнт Днатомнт молотый Зонолнт (вермнкулнт) Минеральная стеклянная вата Новоасбозурнт Ньювель Совелнт Феррнгнпс (паста феррон) Шлаковая вата (сорт О) 20 20 800 20 0 95 20 О 500 800 520 700- 600 560 450 200 200 600 450 500 500 200 0,74 0,96 2,40 0,23 О,!5 1,04 0,16 0,29 0„107+0„00019.1 0,140+0,00019 г 0,143+0;00019.1 0,162+0,000169 й 0,120+0,000148 й 0,109+0,000! 45.е ' 0,09!+0,00028 1 0,072+0,000262.1 0,047+0,87 е 0,144+0,00014 1 0,87+0,000064.г 0,090+0,000087.т 0,101+0,000015.1 0,06+0,000145.1 700 700 700 300 600 550 800 !100 500 250 350 450 600 750 р, кггмс З„атй К) аавюо,ооокнг айва»цкюм с КИП ОС тсо 600 ИО зво саа 300 Л 1 ию н а сом и Лзюю ювмс плн Л йсимс!!н мя Кн рвнс.
вилл мй внн Й р«н мемй гнома мн Ю спою наи Ов 6 ю о ма юи й М р юй ойл Пснобсю м блоки Торо м с«тапа» ПН ю юнрюьн прабЮ о.из»иком аз»о,аоот.с О?7 пр и'С 4.65-0.0017 С 0,30 0,000145 ! ПОЗ щ та'С 1.5»),ИО41.1 0„$4ЯО.И06 г ОЛИВ пр 30'С О,!22 ри50'С Оабйбю.аоаюб КОМ С 50'С взо 1700 5$,?-О,СМ?3 г М,б-а„ИИ с 34.4ГО,О!б С ЭИ-О,06$5 г сасьО.165 с ! 1,6»С.ИЭ С Иа НЮ Иа ВОО 600 1000 Сю ь!5 С ть30 7300 7900 7950 ВНю В500 В200 Сталь ич в ююал ПХ)ВН9Т) Мстн (ИЗПЯ) Латук (67»Со,33%7«) Нн (Н+Сг Р«Мп Таблип П 3 9, са, 10 К.с , 10 с(с 60 9ВЗ? 4,!79 659 70 977,В 4,!$7 66,В ВО 971,$ 4,195 67,4 90 %5.3 4?ав ОВ,О 100 95В,4 4220 6$,3 172 юна с, 'С О !о 01 30 40 50 Напнсновв ис мвщ ю нлн юлю Р, сс )ю ггн ПЛЮС[ К) Лтг(».К) И9.9 4,21? 55,1 ОЮ,? 4.191 57,4 99$,2 4,1ВЗ 59,9 995.7 4,174 6 1.$ 992,2 Я,П4 63,5 9$$сс 4,174 64.В 550 1500 сзаа г?оо бао 230 3050 1ВИ 2% 500 Ягз Иа 1,7$9 1,306 1.006 О,ВО5 0,659 0,556 0,47В 0,4!5 О?65 аэю 0 295 -0,63 с0,70 с,з2 3.21 ЗЛ? 4,49 5,11 5,70 6,3? 6.95 1 5? 756„4 741,6 7269 7!2,2 696,5 676,9 662„2 643,5 62 5,9 607.2 5$$,6 пао 1300 7И поо 1400 ЗИ бо 1% 13,67 9,52 ?Л2 5,4? Кз! 3,54 7,9В 2„55 2,21 1,95 1,75 Окончание табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
