Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Омский Государственный Университет Путей Сообщения

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Курсовик по ТМО.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.04.2025

Размер:

3.2 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 94 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

2.1 Расчёт

Т.к. плоская оребрённая стенка омывается потоком воздуха, то нам необходимо сначала определить теплофизические свойства воздуха. Для нахождения коэффициента теплоотдачи воздуха нам нужно вычислить :

1) критерий Рейнольдса

, (2.1)

где l – высота плиты, т.к. нагретый воздух поднимается снизу вверх вдоль рёбер

2) критерий Нуссельта для вынужденной конвекции

(2.2)

3) критерий Грасгофа для случая естественной конвекции

, (2.3)

где β=1/273 – температурный коэффициент объёмного расширения воздуха

h – высота стенки

4) критерий Нуссельта для случая естественной конвекции

(2.4)

при

Получив значения критерия Нуссельта для различных скоростей и режимов движения воздуха, можно вычислить коэффициент теплоотдачи воздуха по формуле:

(2.5)

где λ – коэффициент теплопроводности воздуха при заданной температуре воздуха

Таблица 2.2 - Значения критериев Рейнольдса, Нуссельта, Грасгоффа и коэффициента теплоотдачи для потока воздуха

Скорость потока пара w, м/с	Re * 10	Nu	Коэффициент теплоотдачи α,
0	Gr=4,312*10	201,662	6,73
2	1	318,844	10,641
6	3	767,847	25,627
12	6	1337	44,619
20	10	2012	67,143

Зная α, можно вычислить параметр ребра m:

1/м (2.6)

где u – периметр ребра, м;

λ – коэффициент теплопроводности материала ребра, Вт/м*К;

f – площадь сечения ребра, м²;

Таблица 2.3 - Значения параметра ребра m

параметр ребра m, 1/м	Сталь	Медь	Латунь
m, 1/м (при w=0 м/с)	17,116	6,035	11,609
m, 1/м (при w=2 м/с)	21,523	7,589	14,597
m, 1/м (при w=6 м/с)	33,401	11,777	22,653
m, 1/м (при w=12 м/с)	44,072	15,54	29,891
m, 1/м (при w=20 м/с)	54,064	19,063	36,668

Теперь можно найти температурный напор по высоте ребра по формуле:

(2.7)

где θ₀ – температурный напор у основания ребра

Преобразовав полученные значения температурного напора в изменение температуры по высоте ребра, получим значения, представленные в таблице.

Таблица 2.4 - Значение температуры ребра 0,01 м

h, м	t,ºС при w=0м/с	t, ºС при w=2м/с	t, ºС при w=6м/с	t, ºС при w=12м/с	t, ºС при w=20м/с
Сталь
0	90	90	90	90	90
0,0025	89,62	89,402	88,594	87,621	86,535
0,005	89,348	88,976	87,596	85,941	84,104
0,0075	89,186	88,722	87	84,942	82,663
0,01	89,132	88,637	86,802	84,61	82,186
Медь
0	90	90	90	90	90
0,0025	89,952	89,925	89,819	89,686	89,529
0,005	89,918	89,871	89,69	89,462	89,194
0,0075	89,898	89,838	89,612	89,328	88,993
0,01	89,891	89,828	89,586	89,283	88,926
Латунь
0	90	90	90	90	90
0,0025	89,824	89,723	89,339	88,865	88,319
0,005	89,698	89,525	88,868	88,058	87,128
0,0075	89,623	89,406	88,587	87,576	86,417
0,01	89,598	89,366	88,493	87,416	86,181

Таблица 2.5 - Значение температуры ребра высотой 0,02 м

h, м	t,ºС	t, ºС при w=2м/с	t, ºС	t, ºС	t, ºС
h, м	при w=0м/с	t, ºС при w=2м/с	при w=6м/с	при w=12м/с	при w=20м/с
Сталь
0	90	90	90	90	90
0,005	88,526	87,723	84,963	82,037	79,175
0,01	87,48	86,115	81,462	76,611	71,966
0,015	86,856	85,158	79,4	73,458	67,842
0,02	86,648	84,84	78,719	72,424	66,501
Медь
0	90	90	90	90	90
0,005	89,81	89,7	89,286	88,776	88,189
0,01	89,674	89,486	88,779	87,907	86,907
0,015	89,593	89,358	88,474	87,387	86,143
0,02	89,566	89,315	88,373	87,214	85,889
Латунь
0	90	90	90	90	90
0,005	89,306	88,915	87,495	85,851	84,096
0,01	88,812	88,145	85,728	82,953	80,016
0,015	88,517	87,684	84,677	81,239	77,621
0,02	88,418	87,531	84,328	80,672	76,832

Таблица 2.6 - Значение температуры ребра высотой 0,03 м

h, м	t,ºС	t, ºС при w=2м/с	t, ºС	t, ºС	t, ºС
h, м	при w=0м/с	t, ºС при w=2м/с	при w=6м/с	при w=12м/с	при w=20м/с
Сталь
0	90	90	90	90	90
0,0075	86,844	85,251	80,312	75,791	71,877
0,015	84,627	81,945	73,799	66,632	60,734
0,0225	83,311	79,995	70,048	61,511	54,713
0,03	82,875	79,35	68,823	59,865	52,812
Медь
0	90	90	90	90	90
0,0075	89,575	89,332	88,434	87,358	86,166
0,015	89,272	88,857	87,323	85,497	83,483
0,0225	89,09	88,573	86,661	84,39	81,894
0,03	89,03	88,478	86,441	84,022	81,369
Латунь
0	90	90	90	90	90
0,0075	88,476	87,649	84,812	81,82	78,907
0,015	87,396	85,989	81,209	76,255	71,537
0,0225	86,751	85,001	79,089	73,024	67,327
0,03	86,537	84,673	78,389	71,965	65,959

Таблица 2.7 - Значение температуры ребра высотой 0,04 м

h, м	t,ºС	t, ºС при w=2м/с	t, ºС	t, ºС	t, ºС
h, м	при w=0м/с	t, ºС при w=2м/с	при w=6м/с	при w=12м/с	при w=20м/с
Сталь
0	90	90	90	90	90
0,01	84,745	82,328	75,602	70,176	65,832
0,02	81,099	77,09	66,339	58,282	52,394
0,03	78,952	74,041	61,169	51,971	45,663
0,04	78,244	73,04	59,507	49,999	43,623
Медь
0	90	90	90	90	90
0,01	84,745	82,328	75,602	70,176	65,832
0,02	81,099	77,09	66,339	58,282	52,394
0,03	78,952	74,041	61,169	51,971	45,663
0,04	78,244	73,04	59,507	49,999	43,623
Латунь
0	90	90	90	90	90
0,01	84,745	82,328	75,602	70,176	65,832
0,02	81,099	77,09	66,339	58,282	52,394
0,03	78,952	74,041	61,169	51,971	45,663
0,04	78,244	73,04	59,507	49,999	43,623

Таблица 2.8 - Значение температуры ребра высотой 0,05 м

h, м	t,ºС	t, ºС при w=2м/с	t, ºС	t, ºС	t, ºС
h, м	при w=0м/с	t, ºС при w=2м/с	при w=6м/с	при w=12м/с	при w=20м/с
Сталь
0	90	90	90	90	90
0,0125	82,4	79,249	71,286	65,423	60,916
0,025	77,208	72,084	59,874	51,871	46,496
0,0375	74,185	67,984	53,745	45,126	39,901
0,05	73,193	66,65	51,816	43,089	38,003
Медь
0	90	90	90	90	90
0,0125	88,844	88,205	85,961	83,501	81,014
0,025	88,022	86,935	83,138	79,026	74,938
0,0375	87,531	86,177	81,467	76,408	71,426
0,05	87,368	85,925	80,915	75,546	70,277
Латунь
0	90	90	90	90	90
0,0125	86,063	84,143	78,442	73,492	69,359
0,025	83,309	80,094	70,794	63,127	57,132
0,0375	81,68	77,717	66,439	57,441	50,706
0,05	81,14	76,934	65,025	55,631	48,706

Тепловой поток, передаваемый через основание ребра, определяется по выражению:

(2.8)

Таблица 2.9 - Тепловой поток, передаваемый через основание ребра

w, м/с	Q, Вт при h=0,01м	Q, Вт при h=0,02м	Q, Вт при h=0,03м	Q, Вт при h=0,04м	Q, Вт при h=0,05м
w, м/с	Q, Вт при h=0,01м	Q, Вт при h=0,02м	Q, Вт при h=0,03м	Q, Вт при h=0,04м	Q, Вт при h=0,05м
Сталь
0	6,406	12,455	17,863	22,47	26,232
2	10,073	19,28	27,029	33,11	37,626
6	23,756	43,045	56,229	64,214	68,701
12	40,311	68,814	84,401	91,748	94,968
20	58,907	94,743	110,409	116,255	118,307
Медь
0	6,461	12,875	19,197	25,384	31,397
2	10,209	20,301	30,165	39,701	48,82
6	24,519	48,374	70,969	91,836	110,659
12	42,546	83,116	120,087	152,41	179,661
20	63,767	123,165	174,945	217,539	250,937
Латунь
0	6,44	12,71	18,658	24,163	29,143
2	10,156	19,894	28,862	36,82	43,651
6	24,22	46,15	64,292	78,212	88,287
12	41,655	76,833	102,545	119,421	129,728
20	61,793	110,024	140,895	158,221	167,234

Максимальный тепловой поток, передаваемый ребром, при абсолютной теплопроводности материала ребра (λ= ) и при температуре по всей поверхности ребра, равной температуре в его основании, определяется по формуле:

(2.9)

Таблица 2.10 - Максимальный тепловой поток, передаваемый ребром при абсолютной теплопроводности материала ребра

w, м/с	Q, Вт при h=0,01м	Q, Вт при h=0,02м	Q, Вт при h=0,03м	Q, Вт при h=0,04м	Q, Вт при h=0,05м
w, м/с	Q, Вт при h=0,01м	Q, Вт при h=0,02м	Q, Вт при h=0,03м	Q, Вт при h=0,04м	Q, Вт при h=0,05м
0	6,469	12,938	19,407	25,876	32,344
2	10,228	20,456	30,684	40,913	51,141
6	24,633	49,265	73,898	98,531	123,163
12	42,888	85,776	128,663	171,551	214,439
20	64,538	129,076	193,614	258,151	322,689

Тогда отношение действительного теплового потока к максимальному оценивается коэффициентом эффективности продольного ребра прямоугольного сечения:

(2.10)

Таблица 2.11 - Коэффициент эффективности ребра

w, м/с	E при h=0,01м	E при h=0,02м	E при h=0,03м	E при h=0,04м	E при h=0,05м
w, м/с	E при h=0,01м	E при h=0,02м	E при h=0,03м	E при h=0,04м	E при h=0,05м
Сталь
0	0,99	0,963	0,92	0,868	0,811
2	0,985	0,942	0,881	0,809	0,736
6	0,964	0,874	0,761	0,652	0,558
12	0,94	0,802	0,656	0,535	0,443
20	0,913	0,734	0,57	0,45	0,367
Медь
0	0,999	0,995	0,989	0,981	0,971
2	0,998	0,992	0,983	0,97	0,955
6	0,995	0,982	0,96	0,932	0,898
12	0,992	0,969	0,933	0,888	0,838
20	0,988	0,954	0,904	0,843	0,778
Латунь
0	0,996	0,982	0,961	0,934	0,901
2	0,993	0,973	0,941	0,9	0,854
6	0,983	0,937	0,87	0,794	0,717
12	0,971	0,896	0,797	0,696	0,605
20	0,957	0,852	0,728	0,613	0,518

Эффективность оребрения стенки можно оценить, вычислив вклад отвода теплоты к окружающему воздуху оребрённой поверхности стенки по сравнению с неоребрённой.

Для этого надо сначала найти тепловой поток ребристой стенки:

(2.11)

После подстановки известных значений можно упростить:

(2.12)

Тепловой поток, отводимый от неоребрённой стенки можно вычислить по формуле:

(2.13)

После упрощения получим:

(2.14)

Тогда коэффициент, учитывающий отношение теплоты, отведённой к окружающему воздуху оребрённой поверхности стенки по сравнению с неоребрённой, вычисляется по формуле:

(2.15)

Таблица 2.12 - Коэффициент эффективности оребрения плоской стенки

w, м/с	K при h=0,01м	K при h=0,02м	K при h=0,03м	K при h=0,04м	K при h=0,05м
w, м/с	K при h=0,01м	K при h=0,02м	K при h=0,03м	K при h=0,04м	K при h=0,05м
Сталь
0	1,942	2,878	3,715	4,428	5,01
2	1,936	2,837	3,596	4,191	4,633
6	1,916	2,7	3,236	3,56	3,743
12	1,891	2,557	2,92	3,092	3,167
20	1,864	2,42	2,663	2,754	2,785
Медь
0	1,95	2,943	3,921	4,879	5,81
2	1,949	2,937	3,903	4,836	5,729
6	1,947	2,916	3,835	4,683	5,448
12	1,943	2,89	3,754	4,508	5,144
20	1,939	2,861	3,664	4,325	4,843
Латунь
0	1,947	2,917	3,838	4,69	5,461
2	1,944	2,897	3,775	4,554	5,223
6	1,934	2,826	3,563	4,129	4,539
12	1,922	2,744	3,344	3,738	3,979
20	1,909	2,657	3,136	3,405	3,544

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 94 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
10.04.20151.35 Mб62Курсовая_Лера_печатать.docx
#
01.05.202567.86 Кб0Курсовик 1.docx
#
01.03.20257.06 Mб2Курсовик на печать.docx
#
01.03.2025212.19 Кб2КУРСОВИК ОДАутолипова.docx
#
01.03.2025104.83 Кб0курсовик оформление.docx
#
01.04.20253.2 Mб0Курсовик по ТМО.doc
#
12.08.2019258.56 Кб83курсовик по УСИ.doc
#
10.04.2015225.29 Кб47Курсовик ТвЦП.docx
#
09.11.2019799.23 Кб39курсовик ТЭП70.doc
#
01.05.20251.38 Mб0Курсовик Чижма (2).docx
#
22.11.201931.59 Кб7курсовик экономика.docx