3. Виконання розрахунків.
Задача №1.
Температура поверхні вертикальної стінки висотою 3м рівна 10 ͦ С. Температура повітря в приміщенні 20 ͦ С. Визначити коефіцієнт тепловідачі від повітря до стінки.
Приклад виконання.
Теплообмін здійснюєтьсяпри вільній конвекції, значить, коефіцієнт тепловіддачі визначається по критеріальному рівнянню
Nu = В (
Значення
коефіцієнтів В
та p
у відповідності до виразу
:
β
;
=
Для
повітря при
= (10 + 20)/2 = 15 °С
,
=
14,7 ·
м²/с ,
Вт/(м
· К) ,
,
= 1 (для газів).
β
=
= 3,4 ·
,
°С
;
=
1,4 ·
= 1,4 · · 0,704 = 9,8 · , значить
Nu
= 0,15
· 1 = 322
α
=
=
= 2,74 Вт/(м² · К) .
Задача №2.
Визначити
коефіцієнт тепловіддачі від води до
внутрішньої стінки труби діаметром
17мм, якщо температура стінки
°С,
а температура води в трубі
°С . Швидкість води в трубі 0,5 м/с.
Приклад виконання.
Для правильного вибору критеріального рівняння визначаєм критерій Рейнольдса.
Завчасно
із табл. 1 додатку знаходим значення
всіх необхідних фізичних величин при
°С;
0,478
·
м²/с
,
= 2,98 ,
°С,)
Вт/(м
· К) .
𝑊
/
= 0,5 · 0,017/(0,478
·
) = 17800.
Так як режим руху турбулентний, розрахунок теплообміну проводим по формулі
Nu
= 0,021 ·
·
= 72.6;
α
=
/d
=
72,6 · 0,659/0,017 = 2810 Вт/(м²·К).
Задача №3.
Визначити
коефіцієнт тепловіддачі від стінки
реактора з температурою 160 °С до смоли,
нагріваємої від 20 до 50°С. Діаметр
реактора 2м, діаметр мішалки 1,7м,
частота обертання мішалки 1
.
Значення величин фізичних властивостей
смоли при t=35°С
,
= 2000 Дж/(кг·К);
= 0,13
Вт/(м·К);
= 0,4 Па·с;
=
900 кг/м³.
Приклад виконання.
Для розрахунку коефіцієнта тепловіддачі скористаємся критеріальним рівнянням
Nu
= 0,36
=
=
=
6500;
=
=
= 6150.
При
50°С
=
0,24 Па·с , тоді
Nu
= 0,36 ·
·
= 2500
α
= 160 Вт/(м²·К)
= Nu
D
= 2500 · 0,13/2.
Завдання до виконання практичної роботи.
Кожний студент отримує окреме завдання згідно порядкового номера в групі (за шифром залікової книги).
Таблиця №1.
Дані до виконання практичної роботи. (задача №1)
№ з/п |
Завдання 1 |
||
Висота вертикальної стінки, ,м |
Температура поверхні вертикальної стінки. , °С |
Температура повітря в приміщенні. , °С |
|
1 |
2,3 |
8,0 |
22,0 |
2 |
2,5 |
8,2 |
24,0 |
3 |
2,7 |
8,4 |
26,0 |
4 |
2,9 |
8,6 |
28,0 |
5 |
3,1 |
8,8 |
30,0 |
6 |
3,3 |
9,0 |
32,0 |
7 |
3,5 |
9,5 |
34,0 |
8 |
3,7 |
10,5 |
36,0 |
9 |
3,8 |
11,0 |
38,0 |
10 |
3,9 |
11.5 |
40,0 |
11 |
4,0 |
12,0 |
41,0 |
12 |
4,1 |
12,5 |
42,0 |
13 |
4,2 |
13,0 |
43,0 |
14 |
4,3 |
13,5 |
44,0 |
15 |
4,4 |
14,0 |
45,0 |
Дані до виконання практичної роботи. (задача №2)
№ з/п |
Завдання 2 |
|||
Діаметр труби, d,мм |
Температура стінки. , °С |
Температура води в трубі. , °С |
Швидкість води в труб, 𝑊, м/с |
|
1 |
13,0 |
10 |
40 |
0,3 |
2 |
14,0 |
20 |
50 |
0,4 |
3 |
15,0 |
З0 |
60 |
0,5 |
4 |
16,0 |
40 |
70 |
0,6 |
5 |
17,0 |
50 |
80 |
0,7 |
6 |
18,0 |
60 |
90 |
0,8 |
7 |
19,0 |
70 |
100 |
0,9 |
8 |
20,0 |
80 |
110 |
1,0 |
9 |
21,0 |
90 |
120 |
1,1 |
10 |
22,0 |
100 |
130 |
1,2 |
11 |
23,0 |
110 |
140 |
1,3 |
12 |
24,0 |
120 |
150 |
1,4 |
13 |
25,0 |
130 |
160 |
1,5 |
14 |
26,0 |
140 |
170 |
1,6 |
15 |
27,0 |
150 |
180 |
1,7 |
Дані до виконання практичної роботи. (задача №3)
№ з/п |
Завдання 3 |
||
Діаметр реактора, D, м
|
Діаметр мішалки, , м
|
Частота обертання мішолки. 𝑛, |
|
1 |
2,3 |
1,2 |
1,0 |
2 |
2,5 |
1.3 |
1,1 |
3 |
2,7 |
1,4 |
1,2 |
4 |
2,9 |
1,5 |
1.3 |
5 |
3,1 |
1,6 |
1,4 |
6 |
3,3 |
1,7 |
1,5 |
7 |
3,5 |
1.9 |
1,6 |
8 |
3,7 |
2,0 |
1,7 |
9 |
3,8 |
2,1 |
1.9 |
10 |
3,9 |
2,2 |
2,0 |
11 |
4,0 |
2,3 |
2,1 |
12 |
4,1 |
2,4 |
2,2 |
13 |
4,2 |
2,5 |
2,3 |
14 |
4,3 |
2,6 |
2,4 |
15 |
4,4 |
2,7 |
2,5 |
Практична робота №9.
Тема: Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
Розв’язування прикладів та задач.
Порядок виконання.