Задача

Задача на тему Термодинамика

Работа добавлена на сайт bukvasha.ru: 2014-11-09
Вариант 42
Задача №1
Дано:
t1 = 850oC
t2 = 130oC
б1 = 30Вт/м2·К
б2 = 3500Вт/м2·К
дс = 18мм
дн = 1,6мм
лс = 60Вт/м·К
лн = 1Вт/м·К
Найти:
t1ст -?
t2ст - ?
q - ?
k -?
Решение
1. Коэффициент теплопередачи для плоской стенки без накипи:

Плотность теплового потока от газов к воде:

Температура стенки со стороны газов:

Температура стенки со стороны воды:

 SHAPE  \* MERGEFORMAT
      стальная
      стенка
вода
t2ст
t2
газы
t1
t1ст

2. Коэффициент теплопередачи для плоской стенки с накипью:
Плотность теплового потока от газов к воде:

Температура стенки со стороны газов:

Температура стенки со стороны воды:

Температура стенки между накипью и сталью:

 SHAPE  \* MERGEFORMAT
стальная
стенка
накипь
вода
газы
tнст
t2ст
t2
t1
t1ст

Так как накипь имеет величину теплопроводности значительно меньшую, чем у стали, то отложение тонкого слоя накипи приводит к значительному уменьшению коэффициента теплопередачи и снижению теплового потока.

Задача №2
Дано:
шахматное
d = 60мм
tвоз = 500оС
щ = 13м/с
ш = 50о
Найти:
б - ?
Решение
Коэффициент теплоотдачи от газов к трубе при поперечном обтекании под углом 90о:

л – коэффициент теплопроводности воздуха при температуре
        

где Re – число Рейнольдса;
сz – коэффициент, учитывающий ухудшенную теплоотдачу
первых рядов труб и зависящий от общего числа рядов в пучке.
сz = 0,9.

где н – кинематическая вязкость воздуха
       н = 79,38 · 10-6 м2/с;



Коэффициент теплоотдачи от газов к трубе при поперечном обтекании под углом 50о:


Задача №3.
Дано:
d = 26мм
l = 1,4м
рк = 4,0бар
tc = 90oC
Найти:
бв - ?
Gв - ?
бг - ?
Gг - ?
Решение
Средняя температура пленки конденсата

где tн – температура насыщения. По таблице “Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения” находим, при давлении пара р = 4,0бар, tн =  145оС;

1. Определяем коэффициент теплоотдачи для вертикальной трубки по формуле:

где ∆t – разность температур пара и стенки, оС;

л – коэффициент теплопроводности конденсата, при температуре
                       
с – плотность конденсата с = 945кг/м3
r – теплота парообразования, при р = 4,0 бар r = 2129,5кДж/кг;
н – кинематическая вязкость конденсата н = 0,135 · 10-6 м2/с;

Средняя линейная плотность теплового потока:


Количество конденсата образующегося в секунду на поверхности вертикальной трубки:

2. Определяем коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на горизонтальной трубе по формуле:


Средняя линейная плотность теплового потока:
Количество конденсата образующегося в секунду на поверхности горизонтальной трубки:

На горизонтальной трубке пара конденсируется больше, чем на вертикальной.

Задача №4
Дано:
d = 90мм
l = 5м
t1 = 450oC
t2 = 10oC
е1 = 0,8
е2 = 0,9
0,3x0,3м
Найти:
Q1 - ?
Q2 - ?
Решение
Определяем потерю тепла излучением от боковой поверхности трубы в большом кирпичном помещении:

где Спр1 – приведенный коэффициент лучеиспускания:

Площадь поверхности трубы

Площадь поверхности помещения принимаем F2 = ∞
Коэффициенты излучения поверхностей трубы и помещения:

где Со – коэффициент излучения абсолютно черного тела
Со = 5,67Вт/м2 · К4;


Т – температура, К;

Определяем потерю тепла излучением от боковой поверхности трубы в кирпичном канале 0,3х0,3м:

Площадь поверхности канала:




Задача №5
Дано:
стальной паропровод
150х165
t1 = 370oC
t2 = 55oC
д = 40мм
Найти:
ql - ?
Решение
Внутренний диаметр трубопровода d1 = 0,15м
Наружный диаметр трубопровода d2 = 0,165м
Наружный диаметр изоляции d3 = d2 + 2 ·д = 0,165 + 2 ·0,04 = 0,245м
Потеря тепла 1 пог.м. трубопровода:

где л1 – коэффициент теплопроводности стали л1 = 60Вт/м · К;
л2 – коэффициент теплопроводности асбестовой изоляции (волокна) л2 = 0,88Вт/м · К;


Задача №6
Дано:
d = 150мм
l = 5м
tн = 300оС
tв = 15оС
Найти:
б - ?
Решение
Коэффициент теплоотдачи от поверхности трубы к воздуху:

где Nu – критерий Нуссельта для воздуха при свободной конвекции с поверхности паропровода:

где Gr – число Гросгофа:

где в – коэффициент объемного расширения воздуха при средней температуре пограничного слоя:

      н – кинематическая вязкость воздуха, при температуре tпс = 157,5оС

     и – разность значений температуры поверхности трубы и воздуха:


Pr – число Прандтля для воздуха при tпс = 157,5оС       Pr = 0,683;
C,n – коэффициенты, зависящие от режима конвекции
                     

л – коэффициент теплопроводности воздуха, при температуре:
tпс = 157,5оС,                л = 3,62 · 10-2 Вт/м · К;

Потеря тепла паропроводом за 1 час:


Задача №7
Дано:
D = 100мм
t1 = 500оС
W = 4м/с
ц = 80о
Найти:
б - ?
Решение
Коэффициент теплоотдачи от газов к трубе при поперечном обтекании под углом 90о:

Nu – число Нуссельта;
Предварительно определяем число Рейнольдса при движении газов:

где н – кинематическая вязкость дымовых газов при температуре:
t1 = 500оС,          н = 79,38 · 10-6м2/с;

При числе Рейнольдса 1 · 103 < Re < 2 · 105

л – коэффициент теплопроводности дымовых газов при температуре: tг = 500оС,     л = 6,74 · 10-2Вт/м · К;


где еш – поправочный коэффициент, при ш = 80о  еш = 1,0

Задача №8
Дано:
р = 20атм
Q = 40 · 103ккал/м2 · час
Найти:
tw - ?
∆ts - ?
qпр - ?
бпр - ?
Решение

Температура кипения воды при давлении р = 20атм   tж = 213оС
Предельное значение теплового потока при кипении

где Reпр – критическое значение числа Рейнольдса;

Ar – число Архимеда;

Pr – число Прандтля Pr = 1,49;
r – теплота парообразования r  = 1865,8кДж/кг;
с/ - плотность воды на нижней линии насыщения с/ = 805,3кг/м3;
с// - плотность пара на верхней линии насыщения с// = 10,65кг/м3;
н – коэффициент кинематической вязкости воды н = 0,14 · 10-6м2/с;
l* - определяющий размер пузырька пара при tж = 213оС находим по таблице l* = 0,2 · 10-6м;



Для определения предельного значения коэффициента теплоотдачи находим при Reпр ≥ 10-2
 

л – коэффициент теплопроводности пара, при температуре
t = 213оС,     л = 3,7 · 10-2 Вт/м · К;


Так как Q = 46,5кВт/м2 < qпр =3282кВт/м2, то в котле происходит пузырьковое кипение пара.
Коэффициент теплоотдачи определяем по формуле:



Задача №9
Дано:
d = 100мм
l = 1м
t1 = 300оС
t2 = 25оС
е1 = 0,8
е2 = 0,9
0,3х0,3м
Найти:
Q1 - ?
Решение
Определяем потерю тепла излучением одним погонным метром стального паропровода в кирпичном канале 0,3х0,3м:


где а – высота стенки канала а = 0,3м;
Коэффициенты излучения поверхностей трубы и помещения:

где е1 – степень черноты окисленной стали е1 = 0,8 (из задачи №4);
е2 – степень черноты кирпича е2 = 0,9;
Со – коэффициент излучения абсолютно черного тела
Со = 5,67 Вт/м2 · К4;




1. Реферат на тему Региональный конфликт на примере Грузино Абхазского конфликта
2. Реферат на тему Anna Karenina Essay Research Paper Leo Tolstoy
3. Курсовая Система экологического менеджмента нефтегазодобывающего предприятия на примере ОАО НОВАТЭКq
4. Реферат Ценные бумаги РФ
5. Реферат на тему Power Of The Media Essay Research Paper
6. Реферат на тему Chemical Compounds Bromine Essay Research Paper The
7. Задача Причины военных неудач красной армии весной и летом 1941 1942 гг
8. Реферат на тему Проблема оцінки інвестиційної привабливості регіону
9. Реферат Аттестация и её виды
10. Магистерская_работа на тему Літературний розвиток молодших школярів засобами дитячої художньої книжки