Теплопередача

Заказать работу

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «ТЕПЛОТЕХНИКА И ГИДРАВЛИКА»

СЕМЕСТРОВАЯ РАБОТА №2

«ТЕПЛОПЕРЕДАЧА»

Выполнил:  студент группы АТ-312

 Литвинов Александр Владимирович

Проверил: Галимов Марат Мавлютович

ВОЛГОГРАД 2003

 

Задание:

 

В теплообменном аппарате вертикальная плоская стенка толщиной δ = 5,5 мм, длиной l = 1,45 м  и высотой h = 0,95 м выполнена из стали с коэффициентом теплопроводности λс = 50 Вт/(мК) (рис. 1). С одной стороны она омывается продольным вынужденным потоком горячей жидкости (воды) со скоростью w = 0,525 м/с и температурой tж1 = 80 ºС (вдали от стенки), с другой стороны – свободным потоком атмосферного воздуха с температурой tж2 =10 ºС.  

λc

tж1 tж2

 q h

δ l

Требуется:

1. Определить плотность теплового потока q. Результаты расчетов занести в таблицу. Лучистым теплообменом пренебречь из-за малых значений и .

2. Провести расчетное исследование вариантов интенсификации теплопередачи при неизменной разности температур между горячим и холодным теплоносителями.

2.1. Определить коэффициент теплопередачи при:

а) увеличении в 5, 10, 15 раз коэффициентов теплопередачи α1, α2 и поверхности стенки F как со стороны горячей жидкости (), так и со стороны воздуха () .

б) замене стальной стенки на латунную () , алюминиевую () и медную () с коэффициентами теплопроводности соответственно , , .

Результаты расчетов занести в таблицу.

2.2. Определить степень увеличения коэффициента теплопередачи при изменениии каждого из варьируемых факторов σi по формуле: , где K, Ki – коэффициенты теплопередачи до и после интенсификации теплопередачи.

Результаты расчетов свести в таблицу.

2.3. Обозначив степень изменения варьируемых факторов через z, построить в масштабе (на одном рисунке) графики: , , , , .

2.4. Проанализировать полученные результаты и сформулировать выводы о целесообразных путях интенсификации теплопередачи.

 

Решение:

1.  Для нахождения коэффициентов теплоотдачи α необходимо выбрать уравнения подобия и найти числа подобия.

При вынужденном обтекании плоской поверхности может быть использовано следующее уравнение подобия:

;

Для воды при температуре 80ºС характерны следующие параметры:

; ; ;

;

=> с = 0,037; n1 = 0,8; n2 = 0,43;

Зададимся температурами поверхностей стенки со стороны охлаждаемой и нагреваемой сред. Учитывая рекомендации (для металлических стенок в первом приближении можно принять; температура стенки всегда ближе к температуре той среды, со стороны которой α выше; при вынужденном движении величина α обычно значительно больше, чем при свободном), выбираем .

При температуре 75ºС .

;

При свободном движении (естественной конвекции) вдоль вертикальных поверхностей может быть использовано следующее уравнение подобия:

;

Для воздуха при температуре 10ºС характерны следующие параметры:

; ;

а при температуре 75ºС .

;

;

;

;

Коэффициенты теплоотдачи:

;

;

Коэффициент теплопередачи K для плоской стенки:

;

Плотность теплового потока:

;

Проверка правильности принятия для температур и для расчета:

;

;

Отклонения:

=> допустимо;

=> допустимо;

Таблица 1

Результаты расчета

α1,

Вт/(м2К)

α2,

Вт/(м2К)

1/ α1,

м2К/Вт

1/ α2,

м2К/Вт

δ/λс,

м2К/Вт

R,

м2К/Вт

K,

Вт/(м2К)

q, Вт/(м2К)

2697,662 6,990 0,0004 0,1431 0,0001 0,1436 6,9666 487,662

2.1.Коэффициенты теплопередачи при изменении каждого из варьируемых факторов:

;

;

;

;

;

Таблица 2

Результаты расчета

6,9810 6,9828 6,9834 6,9810 6,9828 6,9834 34,3725 67,6277

Вт/(м2К)

99,8191 34,3725 67,6277 99,8191 6,9693 6,9706 6,9713

Вт/(м2К)

2.2. Степень увеличения коэффициента:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Таблица 3

Результаты расчета

1,0021 1,0023 1,0024 1,0021 1,0023 1,0024 4,9339 9,7074

14,3282 4,9339 9,7074 14,3282 1,0004 1,0006 1,0007

2.3.Графики:,,,,.Наклонная линия характеризует 2 наложенных друг на друга графика функций и . Линия, почти параллельная оси абсцисс, характеризует 3 наложенных друг на друга графика функций ,  и .

2.4. Выводы:

1. из таблицы 1 видно, что величину полного термического сопротивления и коэффициента теплопередачи определяет термическое сопротивление теплоотдачи со стороны стенки, омываемой свободным потоком атмосферного воздуха.

2. из графика, таблиц 2 и 3 видно, что увеличение коэффициента теплоотдачи и поверхности стенки со стороны горячей жидкости, а также изменение материала стенки практически не увеличивают теплопередачу. А увеличение коэффициента теплоотдачи и поверхности стенки со стороны воздуха является эффективным средством ее интенсификации, поскольку термическое сопротивление со стороны стенки, омываемой свободным потоком атмосферного воздуха, вносит наибольший вклад в полное термическое сопротивление теплопередачи.

3. необходимо уменьшать наибольшее из частных термических сопротивлений, предварительно численно вычислив каждое сопротивление.

Другие материалы

  • Расчет оптимального теплообменника по параметрам эффективности теплопередачи
  • ... проведенной расчетно–аналитической работы из ряда типовых теплообменников выбран оптимальный с точки зрения эффективности теплопередачи теплообменник, удовлетворяющий поставленным условиям, имеющий следующие параметры и их значения: – площадь поверхности теплообмена – F = 416 м2; – длина труб – L ...

  • Теоретичні основи теплотехніки
  • ... витікання газу (повітря), експериментальне визначити розхід і швидкість витікання повітря через сопло при різних тисках перед ним. Теоретичні основи витікання Витікання - це процес прискореного руху і азу в коротких каналах змінного перерізу. Канал, в якому збільшується швидкість струмини І ...

  • Расчёт многокорпусной выпарной установки
  • ... пара до 0,03 МПа для отвода конденсата могут применяться гидравлические затворы (петли).   8.1.1 Расчёт конденсатоотводчиков для первого корпуса выпарной установки Из условия видно, что Рг = 0,4 МПа, значит, применим термодинамические конденсатоотводчики. 1) Расчётное количество конденсата ...

  • Отопление и вентиляция жилого здания
  • ... 3,825 2,5 306,12 325,63 7 2660 91,6364 7,1 20 0,29184 0,5 3,55 1,5 62,50 87,71 Итого: 1190,24 6. Вентиляция здания 6.1 Определение воздухообмена в помещении Устройство системы вентиляции жилых зданиях необходимо для возможности удаления избытков тепла, влаги ...

  • Строительная теплофизика
  • ... конструкций Влажностный режим ограждений тесно связан с их тепловым режимом, поэтому он изучается в курсе Строительной теплофизики. Увлажнение строительных материалов в ограждениях отрицательным образом сказывается на гигиенических и эксплуатационных показателях зданий. 2.2.1 Причины появления ...

  • Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
  • ... значение коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций k, , определяем по формуле: ,(6) 2.              Теплотехнический расчет конструкций чердачного перекрытия   Для упрощения расчета круглых отверстий заменяем ...

  • СНБ 2-04-01-97 строительная теплотехника
  • ... - двухслойных при выполнении условия 15 СНБ 2.04.01-97 Приложение А (обязательное) Теплотехнические показатели строительных материалов Таблица А.1 ------------------------------------------------------------------------- ¦ ¦Расчетное¦Расчетные ...

  • Расчет и проектирование выпарной установки непрерывного действия для выпаривания водного раствора CuSO4
  • ... конденсатора, теплообменника, насосов, емкостей для исходного и упаренного растворов и трубопроводов участвующих в процессе выпаривания раствора. Согласно заданию проектируемая установка состоит из двух корпусов и представляет собой установку непрерывного действия, работающую под давлением. При ...

  • Проведение энергетического обследования офиса
  • ... . Рисунок 5.1 - Ситуация на объекте до и после внедрения мероприятий по всем видам энергоносителей в денежных единицах. 6. Энергетический паспорт офиса Энергетический паспорт № 1 потребителя энергоресурсов ЧП "П-13" Паспорт разработан декабрь 2010 г. ДонНТУ Доцент Попов ...

  • Системы теплогазоснабжения и вентиляции
  • ... предохраняют конструкции окон от разрушения, но и существенно уменьшают теплоотдачу через окна в ночные часы, когда окнами не пользуются   1.1.3 Теплопотери в системах вентиляции Воздухообмен с помощью окон, особенно в зимнее время, нельзя считать эффективным мероприятием. Если же такой вид ...

  • Отопление гражданского здания
  • ... просты в обслуживании и ремонте, экономичны. При сравнении технико-экономических показателей применение централизованных систем отопления в жилых многоквартирных зданиях получается экономичнее. Выбрана отопительная система с нижней разводкой магистральных теплопроводов, потому что в проектируемом ...

  • Оборудование минипекарень
  • начинает расти. Рост кривой продолжается до точки “г”, после прохождения которой начинается процесс интенсивного газовыделения, связанного с резким снижением газоудерживающей способности теста, вызванной пептизацией белков и увеличением жидкой фазы. После чего тестовая заготовка начинает оседать. ...

  • Пластинчатые теплообменники
  • ... , наладки гидравлического режима теплосетей, поток загрязнений из ВСО хлынул в сеть, что привело к быстрому загрязнению пластинчатых теплообменников. Типичная динамика изменения прозрачности сетевой воды в системах теплоснабжения г. Дзержинска представлена на рис. 5. Отложения на поверхностях ...

  • Теплотехнический расчет
  • ... отопительная характеристика здания. Удельная отопительная характеристика используется для оценки теплотехнических показателей принятого конструктивно планировочного решения здания, а также для ориентировочного расчета необходимого количества теплоты для отопления здания.   Qор- расчетные потери ...

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info