
- •Введение
- •1. Виды теплообмена
- •Контрольные вопросы
- •2. Основные положения теплопроводности
- •2.1. Температурное поле
- •2.2 Градиент температур
- •2.3. Тепловой поток
- •2.4. Коэффициент теплопроводности
- •2.5. Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •2.6. Краевые условия
- •Контрольные вопросы
- •3 Теплопроводность при стационарном режиме
- •3.1. Теплопроводность через однослойную плоскую стенку
- •3.2. Теплопроводность через многослойную плоскую стенку
- •3.3. Теплопроводность через однослойную цилиндрическую стенку
- •3.4. Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку
- •3.5. Упрощённый расчёт теплопроводности через цилиндрическую стенку
- •Числовые данные к заданию 1
- •Контрольные вопросы
- •4. Основы конвективного теплообмена
- •4.1. Основы теории конвективного теплообмена
- •4.2. Дифференциальные уравнения теплоотдачи
- •4.3. Краевые условия.
- •4.4. Основы теории подобия
- •4.5. Подобие процессов конвективного теплообмена
- •4.6. Условия подобия конвективного теплообмена при вынужденном движении теплоносителя
- •4.7.Условия подобия процессов теплообмена при естественной конвекции
- •4.8. Условия подобия процессов конвективного теплообмена при совместном свободно-вынужденном движении теплоносителя.
- •Контрольные вопросы
- •5. Конвективный теплообмен в вынужденном и свободном потоке жидкости.
- •5.1. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости вдоль плоской поверхности (пластины)
- •5.2. Теплоотдача при вынужденном ламинарном течении жидкости в трубах
- •Значение при ламинарном режиме
- •5.3. Теплоотдача при турбулентном движении жидкости в трубах
- •5.4 Теплоотдача при поперечном омывании одиночной трубы
- •5.5. Теплоотдача при поперечном омывании пучков труб
- •5.6. Теплоотдача при свободном движении жидкости
- •Числовые данные к заданию 2
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 3
- •Порядок расчета.
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 4
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •6. Теплообмен при изменении агрегатного состояния вещества
- •6.1. Теплоотдача при кипении жидкости.
- •6.2. Теплоотдача при конденсации пара.
- •Числовые данные к заданию 5
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •7. Теплопередача
- •7.1. Теплопередача через плоскую однослойную и многослойную стенки
- •7.2. Теплопередача теплоты через цилиндрическую однослойную и многослойную стенки
- •Числовые данные к заданию 6
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 7
- •Пример решения задания 7.
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •8 Теплообмен излучением
- •8.1 Основные понятия
- •8.2. Виды лучистых потоков
- •8.3. Законы теплового излучения
- •8.4. Лучистый теплообмен между телами, разделёнными прозрачной средой
- •8.5. Экраны для защиты от излучения
- •8.6. Особенности излучения газов
- •8.7. Сложный теплообмен
- •Числовые данные к заданию 8
- •Пример решения задания 8.
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 9
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •9. Теплообменные аппараты
- •9.1. Общие положения
- •9.2. Расчёт рекуперативных теплообменных аппаратов
- •Числовые данные к заданию 10
- •Порядок расчёта
- •I. Прямоток
- •II. Противоток
- •Контрольные вопросы
- •10. Теплопроводность при нестационарном режиме
- •10.1 Общие положения
- •10.2. Расчёт нестационарной теплопроводности неограниченной плоской пластины
- •10.3. Метод конечных разностей
- •10.4. Метод регулярного режима
- •Контрольные вопросы
- •11. Массообмен
- •11.1. Основные понятия
- •11.2. Закон Фика
- •11.3. Основные закономерности тепло- и массопереноса
- •Контрольные вопросы
- •Экзаменационные вопросы
- •Словарь основных понятий
- •Список рекомендуемой литературы
- •Физические свойства воды на линии насыщения
- •П риложение 2
- •Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (аргумент - давление)
- •Тепломассообмен
- •308012, Г. Белгород, ул. Костюкова, 46
Числовые данные к заданию 2
Величина
|
Последняя цифра учебного шифра |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
w, м/с tж, °С tст, °С |
0,4 70 100 |
0,5 65 95 |
0,6 60 90 |
0,7 55 85 |
0,8 50 80 |
0,9 45 75 |
1,0 45 75 |
1,1 35 65 |
1,2 30 60 |
1,3 25 55 |
Пример решения задания 2.
Исходные данные: d=60 мм=0,06м; wж=1,1 м/с; tж=60°С; tст=100°С, l/d=100.
Определить: величины α, ql.
Порядок расчёта
1. Находим по табл. (прил.1) теплофизические параметры воды при tж=60°С:
νж=0,478·10-6 м2/с – коэффициент кинематической вязкости;
λж=0,65 Вт/(м·К) – коэффициент теплопроводности;
Prж=3,03 – критерий Прандтля.
При температуре стенки tст=100°С критерий Прандтля Prст=1,75.
2. Определяем критерий Рейнольдса для потока жидкости в трубе по формуле (4.22 ):
Поскольку значение критерия Reж,d превышает 104, режим течения потока турбулентный.
Кроме того, поскольку l/d=100>50, то течение потока является стабилизированным, т.е. величина коэффициента теплоотдачи не зависит от длины трубы.
3. Для расчёта коэффициента теплоотдачи применим уравнение (5.12 ):
4. Из формулы (4.24) находим среднее значение коэффициента теплоотдачи
5. Вычисляем линейную плотность теплового потока
ql = απd (tст – tж) = 5438·3.14·0.06(100 – 60) = 40980 Вт/м = 40,98 кВт/м.
Задание 3. Определить средний коэффициент конвективной теплоотдачи от потока воздуха к стенкам пятирядного пучка труб при поперечном его обтекании, если известны средняя скорость потока в узком сечении w, средняя температура воздуха tвоз и диаметр трубы d. Характер расположения труб в пучке, а также другие необходимые данные указаны в табл. 5.2
Таблица 5.2
Числовые данные к заданию 3
Последняя цифра шифра |
Расположение труб в пучке |
Диаметр трубы d, мм |
Предпоследняя цифра шифра |
Скорость потока w, м/с |
Температура воздуха tвоз, °С |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
Коридорное >> >> >> >> Шахматное >> >> >> |
76 82 68 56 72 80 76 68 56 78 |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
10,2 11,3 12,7 10,8 13,2 12,5 13,8 11,7 10,6 13,2 |
450 600 550 500 400 650 500 400 550 650 |
Пример решения задания 3.
Пример 1
Исходные данные: w=10,2 м/с; tв=450ºС; d=76 мм=0,076м. Расположение труб в пучке коридорное.
Определить:
величину
.