3. Теплообмін випромінюванням
Енергія, яка випромінюється з поверхні тіла температурою Т визначається по формулі
Е
=
с
= ε
,
(9)
Де = 5,67 Вт/(м·К) - коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла; ε - ступінь чорноти тіла; с - коефіцієнт випромінювання сірого тіла.
Між
двома паралельними поверхнями з
температурами
і
( в градусах Кельвіна) та ступінню
чорноти
і
кількість тепла, яка переноситься
випромінюванням,
𝑄 =
𝐹
, (10)
Де
=
- приведена
ступінь чорноти системи.
Теплообмін
випромінюванням між поверхнями
і
, коли поверхня
оточує поверхню
,
може розраховуватись по формулах для
плоских паралельних поверхонь, і
приведена стунінь чорноти буде рівна
=
,
(11)
Якщо
,
=
.
3. Виконання розрахунків.
Задача №1.
Визначити коефіцієнт тепловіддачі при кипінні води в ємкості з тиском 1.0 МПа, при різниці температур поверхні нагрівання і кипіння рідини 5 °С.
Приклад виконання.
Коефіцієнт
тепловіддачі визначається по формулі
α = 143,2
α = 143,2 ·
= 6,1 кВт/(м² ·К).
Задача №2.
Визначити теплове навантаження в попередній задачі.
Приклад виконання.
Для визначення коефіцієнта тепловідачі використаєм формулу
α
= 3,0
, звідси
=
=
= 138
Вт/м²
Задача №3.
Порівняти коефіцієнт тепловіддачі при конденсації насиченої водяної пари тиском 3 ат на поверхні труби діаметром 57 мм і довжиною 5 м при вертикальному і горизонтальному її розміщенні та температурі стінки труби 100°С.
Приклад виконання.
У випадку вертикальної труби
α = 2,04 А .
Пара тиском 3 ат має температуру θ = 133° , 𝑟 =2171 × 10³ Дж/кг,
А = 192, = 133 - 100 = 33.
Підставляючи ці значення отримаєм
α
=
2,04 · 192
=
3850 Вт/(м² · К) .
У випадку горизонтальної труби
α
=
1,28
=1,28
· 192
= 8100
Вт/ (м²·К)
Задача №4.
Визначити
температуру проводу електронагрівача,
якщо його діаметр
=
0,5 мм і довжина 𝑙
=
2,5 м.
Ступінь
чорноти поверхні проводу
=0,9
, а температура огороджуючої арматури
15°С . Потужність. спожита нагрівачом,
0,4 кВт. Конвективним теплообміном
знехтувати.
Приклад виконання.
Площа поверхні проводу 𝐹 = π 𝑛 = π · 0,0005 × 2,5 = 0,00393 м²
Температура проводу
=
100
= 1183
К = 910 °С .
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, 2 )
|
|
|
№ з/п |
Тиск
|
Різниця температур °С |
1 |
1,0 |
3.0 |
2 |
1,1 |
3.5 |
3 |
1,2 |
4.0 |
4 |
1.3 |
4.5 |
5 |
1,4 |
5.0 |
6 |
1,5 |
5.5 |
7 |
1,6 |
6.0 |
8 |
1,7 |
6.5 |
9 |
1.9 |
7.0 |
10 |
2,0 |
7.5 |
11 |
2,1 |
8.0 |
12 |
2,2 |
8.5 |
13 |
2,3 |
9.0 |
14 |
2,4 |
9.5 |
15 |
2,5 |
10.0 |
Дані до виконання практичної
роботи. (задача №3)
|
|
|
№ з/п |
Діаметр труби, d,мм |
Довжина труби, Н, м |
1 |
50 |
3.0 |
2 |
51 |
3.5 |
3 |
52 |
4.0 |
4 |
53 |
4.5 |
5 |
54 |
5.0 |
6 |
55 |
5.5 |
7 |
56 |
6.0 |
8 |
57 |
6.5 |
9 |
58 |
7.0 |
10 |
59 |
7.5 |
11 |
60 |
8.0 |
12 |
61 |
8.5 |
13 |
62 |
9.0 |
14 |
63 |
9.5 |
15 |
64 |
10.0 |
Дані до виконання практичної
роботи. (задача №4 )
№ з/п |
Діаметр трубопроводу, d,мм |
Довжина трубопроводу, 𝑙, м |
1 |
0,5 |
2,5 |
2 |
0,6 |
2,6 |
3 |
0,7 |
2,7 |
4 |
0,8 |
2,8 |
5 |
0,9 |
2,9 |
6 |
1,1 |
3,0 |
7 |
1,2 |
3,1 |
8 |
1,3 |
3,2 |
9 |
1,4 |
3,3 |
10 |
1,5 |
3,4 |
11 |
1,6 |
3,5 |
12 |
1,7 |
3,6 |
13 |
1,8 |
3,7 |
14 |
1,9 |
3,8 |
15 |
2,0 |
3,9 |
Практична робота.
Тема: Розчинення. Кінетика розчинення.
Абсорбція. Розрахунок насадкових абсорберів.
Порядок виконання.