Основы тепломеханики
Методика определения линейной плотности теплового потока через метр изолированной трубы. Вычисление коэффициента температурного расширения воздуха. Алгоритм расчета конвективной составляющей показателя теплоотдачи от стенки трубы к воздушной среде.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.02.2016 |
| Размер файла | 25,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
1. Стальной трубопровод диаметром с коэффициентом теплопроводности 1 покрыт изоляцией в 2 слоя одинаковой толщины д2 = д3 = 50 мм., причем первый слой имеет коэффициент теплопроводности 2, второй 3.
Определить потери теплоты через изоляцию с 1м. трубы, если температура внутренней поверхности , а наружной поверхности изоляции . Определить температуру на границе соприкосновения слоев . Как изменится величина тепловых потерь с 1 м. трубопровода, если слой изоляции поменять местами, т.е. слой с большим коэффициентом наложить непосредственно на поверхность трубы? Данные выбрать из табл. 1.
Таблица 1
|
, Вт/м·К |
, Вт/м·К |
, Вт/м·К |
, оС |
, оС |
|
|
35 |
0,04 |
0,15 |
400 |
200 |
Решение
1) Определим линейную плотность теплового потока через 1м изолированной трубы:
где:
0,11 + 2 0,05 = 0,21м
0,21 + 2 0,05 = 0,31м
66,9 Вт/м
2) Определим температуру на границе соприкосновения слоев :
227,7С
3) Определим линейную плотность теплового потока через трёхслойную цилиндрическую стенку (тепловые потери с 1м трубы), для случая, когда слой изоляции поменяли местами:
= 89,4 Вт/м
4) Определим температуру на границе соприкосновения слоев , для случая, когда слои изоляции поменяли местами:
338,6С
5) Определим, на сколько процентов увеличился тепловой поток, когда слои изоляции поменяли местами:
33,6%,
а температура на границе слоев возросла на 110,9С.
Поэтому в области большой плотности теплового потока необходимо ставить хорошую изоляцию (первый вариант), та же изоляция, установленная в области малой плотности теплового потока, работает не эффективно.
Ответ: потери теплоты составят =66,9 Вт/м, температура на границе соприкосновения слоев =227,7 С когда слои изоляции поменяли местами: потери теплоты составят =89,4 Вт/м, температура на границе соприкосновения слоев =338,6 С
2. Определить потери теплоты в единицу времени с 1 м. длины горизонтально расположенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если температура стенки трубы tc, температура воздуха в помещении tв, а диаметр трубы d. Степень черноты трубы Ec = 0,9. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 2.
Таблица 2
|
, С |
, С |
, мм |
|
|
130 |
25 |
360 |
Решение.
1) Определим константы воздуха при температуре = 25 С:
Коэффициент теплопроводности = 0,0263 Вт/мК,
Кинематическая вязкость = 15,5310-6 м2/с
Критерий Прандтля = 0,702
Коэффициент температурного расширения воздуха:
0,00335 К-1
Критерий Прандтля, при температуре равной температуре стенки = 130С:
= 0,685
2) Определим критерий Грасгофа при свободном обтекании вертикальной трубы воздухом:
где g= 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения;
10366
3) Определим критерий Релея:
7276
4) Определим критерий Нуссельта при 103< Ra <108 по эмпирической формуле:
тепловой конвективный изолированный
5) Определим конвективную составляющую коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к воздуху:
0,339 Вт/м2К
6) Определим лучистую составляющую коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воздуху:
где: = 0,9 - степень черноты трубы;
= 5,67 Вт/м2К4 - коэффициент излучения абсолютно черного тела;
К - абсолютная температура стенки трубы;
К - абсолютная температура воздуха;
= 8,98 Вт/м2К
7) Определим коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воздуху:
9,319 Вт/м2К
8) Определим плотность теплового потока:
978 Вт/м2
9) Определим площадь теплообмена:
1,1304 м2
10) Определим коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воздуху:
1105,5 Вт
Ответ: потери теплоты составят: Q = 1105,5 Вт = 1,1 кВт.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основное назначение парогенератора ПГВ-1000, особенности теплового расчета поверхности нагрева. Способы определения коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу. Этапы расчета коллектора подвода теплоносителя к трубам поверхности нагрева.
курсовая работа [183,2 K], добавлен 10.11.2012Сущность метода определения местного коэффициента теплоотдачи при течении теплоносителя в трубе. Измерение коэффициента теплоотдачи для различных сечений трубы при различных скоростях движения воздуха. Определение длины начального термического участка.
лабораторная работа [545,9 K], добавлен 19.06.2014Механизм процесса теплоотдачи при кипении воды. Зависимость теплового потока от температурного напора (кривая кипения). Описание устройства измерительного участка. Измерение теплового потока и температурного напора. Источники погрешностей эксперимента.
лабораторная работа [163,2 K], добавлен 01.12.2011Определение массовой, объемной и мольной теплоемкость газовой смеси. Расчет конвективного коэффициента теплоотдачи и конвективного теплового потока от трубы к воздуху в гараже. Расчет по формуле Д.И. Менделеева низшей и высшей теплоты сгорания топлива.
контрольная работа [117,3 K], добавлен 11.01.2015Расчет допустимого количества воды, сбрасываемой ГРЭС в пруд-охладитель. Подбор безразмерных соотношений для числа Шервуда Sh. Определение теплового потока на метр трубы. Постановка задачи теплообмена. Теплопроводность через цилиндрическую стенку.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 24.05.2015Определение теплопродукции и радиационно-конвективной теплопотери. Расчет теплового потока со всей поверхности тела человека. Топография плотности теплового потока при ходьбе человека в состоянии комфорта. Затраты тепла на нагревание вдыхаемого воздуха.
презентация [350,7 K], добавлен 31.10.2013Подогреватели сетевой воды вертикальные. Расчет средней температуры воды. Определение теплоемкости воды, теплового потока, получаемого водой. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы. Теплофизические параметры конденсата при средней температуре конденсата.
курсовая работа [507,5 K], добавлен 28.11.2012Гидродинамическая и тепловая стабилизация потока жидкости в трубе. Уравнение подобия для конвективной теплоотдачи. Теплоотдача к жидкости в кольцевом канале. Критические значения чисел Рейнольдса для изогнутых труб. Поправка на шероховатость трубы.
презентация [162,4 K], добавлен 18.10.2013Безотрывное обтекание трубы. Теплоотдача при поперечном обтекании трубы. Отрыв турбулентного и ламинарного пограничных слоев от цилиндра. Анализ изменения коэффициента теплоотдачи по рядам трубных пучков. Режимы движения жидкости в трубном пучке.
презентация [182,0 K], добавлен 18.10.2013Понятие и внутреннее устройство простейшей тепловой трубы, принцип ее действия и взаимосвязь элементов. Теплопередача при пленочном кипении, путем теплопроводности, конвекции и излучения через пленку пара. Предпосылки и причины температурного перепада.
реферат [603,0 K], добавлен 08.03.2015Расчетная схема турбопоршневого двигателя. Методика определения исходных данных для теплового расчета, алгоритм и основные этапы его проведения: вычисление параметров процесса газообмена, а также сжатия и расширения. Индикаторная диаграмма P-V и P-.
контрольная работа [105,0 K], добавлен 27.01.2014Определение расхода охладителя для стационарного режима работы системы и расчет температуры поверхностей стенки со стороны газа и жидкости. Расчет линейной плотности теплового потока, сопротивления теплопроводности, характеристик системы теплоотвода.
курсовая работа [235,2 K], добавлен 02.10.2011Вычисление мощности двигателя вентилятора для перекачки воздуха через трубопровод заданной конфигурации. Построение пьезометрического графика для заданных условий процесса и графика изменения скорости по сечению трубы на первом участке трубопровода.
контрольная работа [216,6 K], добавлен 15.04.2012Определение коэффициента теплоотдачи при сложном теплообмене. Обмен теплотой поверхности твёрдого тела и текучей среды. Использование уравнения Ньютона–Рихмана при решении практических задач конвективного теплообмена. Стационарный тепловой режим.
лабораторная работа [67,0 K], добавлен 29.04.2015Исследование распределения температуры в стенке и плотности теплового потока. Дифференциальное уравнение теплопроводности в цилиндрической системе координат. Определение максимальных тепловых потерь. Вычисление критического диаметра тепловой изоляции.
презентация [706,5 K], добавлен 15.03.2014Структурный и параметрический синтез зрительной трубы, ее конструирование с применением телескопической системы Кеплера. Выбор окуляра, коллективной линзы и объектива; расчет выноса выходного зрачка. Вычисление остаточных аберраций зрительной трубы.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.03.2014Величина коэффициента и единица измерения теплопроводности. Расчет теплоотдачи у наружной поверхности ограждения. Сущность теплового излучения. Удельная теплоёмкость материала, её зависимость от влажности. Связь теплопроводности и плотности материала.
контрольная работа [35,3 K], добавлен 22.01.2012Стационарная теплопроводность шаровой (сферической) стенки. Обобщенный метод решения задач стационарной теплопроводности. Упрощенный расчет теплового потока через плоскую, цилиндрическую и шаровую стенки (ГУ 1 рода). Методы интенсификации теплопередачи.
презентация [601,4 K], добавлен 15.03.2014Разделение теплопереноса на теплопроводность, конвекцию и излучение. Суммарный коэффициент теплоотдачи. Определение лучистого теплового потока. Теплопередача через плоскую стенку. Типы теплообменных аппаратов. Уравнение теплового баланса и теплопередачи.
реферат [951,0 K], добавлен 27.01.2012Механизм определения периодической составляющей тока в начальный момент короткого замыкания. Вычисление его ударного тока. Методика и этапы расчета апериодической составляющей тока короткого замыкания в момент начала расхождения контактов выключателя.
задача [373,4 K], добавлен 03.02.2016
