Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Задачник_2.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
1.81 Mб
Скачать

Библиографический список

  1. Баскаков А. П. и др. Теплотехника: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 224 с.

  2. Мухачев Г. А., Щукин В. К. Термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая школа, 1991. - 480 с.

  3. Методическая разработка по самостоятельному изучению раздела "Конвективный теплообмен" курса "Теплотехника" / Абузова Ф. Ф. - Уфа - изд. Уфим. нефт. ин-та, 1989. - 45 с.

  4. Краснощеков Е. А., Сукомел А. С. Задачник по теплопередаче. - М.: Энергия, 1980. - 288 с.

  5. Самойлов А. И. Сборник задач по термодинамическим процессам и процессам теплообмена в машинах и аппаратах холодильных установок. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 144 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица П.1.1 - Соотношение между единицами измерения

Наименование

величины

Единицы

СИ

Соотношение с внесистемными единицами

Энергия

Дж = н∙м

1 ккал = 4,187 кДж

1 кВт ∙ч = 3,6 ∙103 кДж

Мощность, N

Вт = Дж / с

1 Гкал / ч = 1163 кВт

1 л.с. = 736 Вт

Кинематическая вязкость,

м2/ с

1 Ст = 10-4 м2/ с

Динамическая вязкость, µ

н∙с/ м2

1 П = 0,1 (Н∙с)/ м2

Температура, Т

К

Т, К = t, 0С + 273,15

Давление, Р

Па

1 мм.рт.ст. = 133,322 Па

1 бар = 10 5 Па

1 Па = 0,102 мм.вод.ст.

1 м. вод.ст. = 9,81·103 Па

1 атм = 10 м. вод.ст.

Объем, V

м3

1 л = 10-3 м3

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Таблица П.2.1 - Некоторые геометрические справочные данные

Площадь круга диаметром d

S = ∙d2 / 4

Периметр круга

Р = ∙d

Площадь поверхности трубы длиной L

Sтр = ∙d∙L

Площадь поверхности шара

S = ∙d2

Объем шара радиусом r

V = (4 / 3) ∙r3

Шаровой сегмент (r – радиус окружности,

а – длина хорды, h – высота сегмента,):

площадь поверхности

объем

длина хорды

S = ∙(h2 + 2 a2)

V = ∙h2∙(3 r - h) / 3

а = 2∙[h (2 r - h)] 0,5

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Теплопроводность некоторых материалов

Таблица П.3.1 - Коэффициенты теплопроводности строительных материалов и конструкций

Материал

Коэффициент теплопроводности , Вт/(м0С)

А*

Б**

Бетоны

Железобетон

1,92

2,04

Туфобетон

0,87

0,99

Пемзобетон

0,62

0,68

Керамзитобетон

0,80

0,92

Перлитобетон

0,44

0,50

Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат

0,14

0,15

Кирпичная кладка из сплошного кирпича на цементно-песчаном растворе

Глиняного обыкновенного

0,64

0,76

Силикатного

0,76

0,87

Трепельного

0,47

0,52

Кладка из кирпича пустотного на цементно-песчаном растворе

Керамического пустотного

0,52

0,58

Дерево и изделия из него

Сосна и ель

0,14

0,18

Дуб

0,18

0,23

Фанера клееная

0,15

0,18

Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные

0,13

0,16

Теплоизоляционные материалы

Маты минераловатные

0,064

0,070

Плиты минераловатные повышенной жесткости

0,07

0,076

Пенополистирол

0,041

0,052

Пенопласт ПХВ-1 и ПВ-1

0,055

0,056

Стекло

Пеностекло или газостекло

0,12

0,14

Стекло оконное

0,76

0,76

Штукатурка

Цементно-песчаная

0,76

0,93

Сложная (песок, известь, цемент)

0,7

0,87

Известково-песчаная

0,7

0,81

Цементно-шлаковая

0,52

0,84

Цементно-перлитовая

0,26

0,30

Гипсо-перлитовая

0,19

0,23

Поризованная гипсоперлитовая

0,15

0,19

Плиты из гипса

0,41

0,47

Плиты из гипса

0,29

0,35

Плиты гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)

0,19

0,21

Засыпки

Гравий керамзитовый

0,21

0,23

Гравий шунгизитовый

0,2

0,23

Щебень из доменного шлака

0,21

0,26

Щебень и песок из перлита вспученного

0,111

0,12

Вермикулит вспученный

0,09

0,11

Песок для строительных работ

0,47

0,58

Кровельные материалы

Рубероид

0,17

0,17

Толь

0,17

0,17

Битумы нефтяные строительные и кровельные

0,22

0,22

Изделия из вспученного перлита на битумном связующем

0,12

0,13

А - теплопроводность в сухом состоянии;

Б - теплопроводность во влажном состоянии.

Таблица П.3.2 - Коэффициенты теплопроводности теплоизоляционных материалов

Наименование материала или изделия изоляции

Плотность , кг/м3

Коэффициент теплопроводности i, Вт/(м.К)

Температура применения tп, оС

Асбестовый картон

1300

0,157 + 0.00018 t

600

Асбозонолит

550

0,143 + 0,00019 t

700

Асбозонолит

700

0,162 + 0,000169 t

300

Новоасбозурит

700

0,144 + 0,00014 t

300

Совелит

-

0,09 + 0,0000874∙t

-

Диатомовый кирпич Д

600

0,105 + 0,00023 t

900

Диатомовый кирпич Т

700

0,100 + 0,00020 t

900

Диатомовый кирпич ЩД

400

0,081 + 0,00018 t

900

Динасовый кирпич

1800…1950

0,9 + 0,0007 t

1700

Магнезитовый кирпич

2600…2800

4,65 - 0,0017 t

1650

Муллитовый кирпич

2200…2400

1,69 - 0,00023 t

1650

Хромитовый кирпич

3000…3100

1,3 + 0,00041 t

1650

Шамотный кирпич

1800…1900

0,840 + 0,0006 t

1400

Вермикулитовые плиты

380

0,081 + 0,00023 t

700

Керамовермикулит КВИ-400

400

0,084 + 0,000124 t

1000

Керамовермикулит КВИ-500

500

0,103 + 0,000099 t

1050

Керамовермикулит КВИ-600

600

0,117 + 0,000122 t

1100

Маты минераловатные ВФ-75

200

0,049 + 0,00020 t

700

Маты минераловатные 1М-100

93

0,0355 + 0,00026 t

600

Маты минераловатные 2М-125

123

0,035 + 0,00028 t

600

Маты минераловатные П-75

75

0,0365 + 0,0003 t

400

Маты минераловатные П-125

87

0,035 + 0,00028 t

400

Плиты минераловатные ВФ-75

85

0,038 + 0,00035 t

300

Плиты минераловатные ВФ-75

130

0,046 + 0,00021 t

300

Пеношамот

600

0,10 + 0,000145 t

1300

Пеношамот

950

0,28 + 0,00023 t

1350

Таблица П.3.3 - Коэффициенты теплопроводности сталей , Вт/(м0С), в зависимости от температуры

Наименование и марка стали

Температура

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Углеродистая 15

54,4

50,2

46,0

41,9

37,7

33,5

-

-

-

Углеродистая 30

50,2

46,0

41,9

37,7

33,5

29,3

-

-

-

Хромомолибденовая Х10С2М (ЭИ107)

18,4

-

21,7

-

-

24,6

25,5

-

-

Хромоникельвольфрамовая 4Х14НВ2М (ЭИ69)

15,5

16,9

19,2

20,2

21,2

22,0

-

-

-

Хромоникелевая 1Х18Н9Т (ЭЯ1Т)

16,0

17,6

19,2

20,8

22,3

23,8

25,5

27,6

-

Хромоникелевая Х25Н20С2 (ЭИ283)

14,6

-

-

-

21,6

23,5

25,1

27,1

28,8

Хромистая нержавеющая:

1Х13 (Ж1)

24,0

23,6

23,3

23,3

23,7

24,4

-

-

-

2Х13 (Ж2)

24,3

25,8

26,3

26,4

26,6

26,4

26,2

26,7

27,6

3Х13 (Ж3)

25,1

25,6

25,6

25,6

25,6

25,6

24,6

-

-

4Х13 (Ж4)

28,0

29,1

29,3

29,2

28,8

28,4

28,0

-

-

Х17 (Ж17)

24,4

-

-

-

-

-

-

-

-

Х28 (Ж27)

20,9

21,7

22,7

23,4

24,3

25,0

-

-

-

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Таблица П.4.1 - Уравнения подобия для расчета среднего коэффициента теплоотдачи

Режим

Расчетные зависимости

Примечание

1. ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ЕСТЕСТВЕННОЙ КОНВЕКЦИИ

1.1. В неограниченном пространстве

Определяющая температура:

tm – средняя температура пограничного слоя,

tm = 0,5(tж+ tс)

Определяющий размер dн:

- для горизонтальных труб и шаров – наружный диаметр;

- для вертикальных труб и плит – высота;

- для горизонтальных плит – их меньшая сторона.

Pr 0,7

(Gr·Pr)m =

= 10-3…1013

- для тел любой формы и размера, кроме горизонтальных плит:

;

- для горизонтальных плит, обращенных нагретой стороной:

вверх ;

вниз ;

- для тонких проволок с dн 10-3 м

Nu = 0,45…0,50.

(Gr·Pr)m

с

n

10-3 …5·102

1,18

0,125

5·102…2·107

0,54

0,25

2·107…1013

0,135

0,33

1.2. В ограниченном пространстве

(Gr·Pr)ж 103

(Gr·Pr)ж 103

Тепловой поток Q через прослойку толщиной рассчитывается по уравнению теплопроводности:

экв – эквивалентная теплопроводность, учитывающая конвективный теплоперенос;

экв = к · ж ,

где к – коэффициент конвекции,

ж – коэффициент теплопроводности жидкости.

Продолжение таблицы П.4.1

Режим

Расчетные зависимости

Примечание

2. ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ДВИЖЕНИИ

2.1. Поток в трубе

2.1.1. Ламинарный режим Re 2320

- поправка на переменность физических свойств капельной жидкости

l – поправочный коэффициент для коротких труб при l 50d

l /d

1

5

10

15

20

30

40

50

1,90

1,44

1,28

1,18

1,13

1,05

1,02

1,00

R – поправка для изогнутых труб

R = 1+1,77(d/R), где R – радиус изгиба

Определяющая температура:

tж – средняя температура потока жидкости

Определяющий размер d :

d – внутренний диаметр;

для некруглого сечения dэкв= 4f / u,

где f – площадь поперечного сечения, м2;

u – смоченный периметр, м.

Вязкостный режим (Gr·Pr) 8·105

;

для воздуха:

Вязкостно-гравитационный режим

(Gr·Pr) 8·105

2.1.2. Переходный режим Re = 2320…104

;

Re·10-3

2,2

2,3

2,5

3,0

3,5

4

5

K0

2,2

3,6

4,9

7,5

10

12,2

16,5

Re·10-3

6

7

8

10

K0

20

24

27

33

Продолжение таблицы П.4.1

Режим

Расчетные зависимости

Примечание

2.1.3. Турбулентный режим Re=104…5·106

для воздуха

2.2. Поперечное омывание трубы

2.2.1. Капельной жидкостью

Re= 5…2·106

Re

c

m

n

5…103

0,5

0,5

0,38

103…2·105

0,25

0,6

0,38

2·105…2·106

0,23

0,8

0,37

Определяющая температура:

tж – средняя температура жидкости.

Определяющий размер:

dн – наружный диаметр трубы.

Re определяется по скорости в самом узком сечении канала, в котором расположена труба.

- поправочный коэффициент, учитывающий угол атаки

90

80

70

60

50

40

1

1

0,98

0,95

0,87

0,77

30

20

10

0,67

0,6

0,55

2.2.2. Воздухом или двухатомным газом

при Re = 5…103

при Re = 103…2·105

Продолжение таблицы П.4.1

Режим

Расчетные зависимости

Примечание

2.3. Поперечное омывание пучков

2.3.1. Средний коэффициент теплоотдачи для всего пучка в целом

i – коэффициент теплоотдачи i-го ряда;

Fi – суммарная поверхность теплообмена трубок i-го ряда;

n – число рядов в пучке.

2.3.2. Для третьего и последующих рядов

Re = 103…105

Для воздуха:

при коридорном пучке

при шахматном пучке

пучки

c

m

s

коридорные

0,26

0,65

(s2/dн)-0,15

шахматные

0,41

0,6

при s1 / s2  2

s= (s1/ s2)0,166

при s1/ s2  2

s = 1,12

Re 2·105

2.3.3. Для первого ряда

1 = 0,6·3

s – поправочный коэффициент, учитывающий влияние относительных шагов.

Определяющая температура:

tж – средняя температура жидкости.

Определяющий размер:

dн – наружный диаметр трубки;

Re определяется по скорости жидкости в самом узком сечении ряда

2.3.4. Для второго ряда

в коридорном пучке 2 = 0,9·3

в шахматном пучке 2 = 0,7·3

ПРИЛОЖЕНИЕ 5