Практична частина
Задача. Теплоізоляція печі складається з шару вогнетривкої цегли товщиною δ1 та шару будівельної цегли товщиною δ2 (рис. 1). Температура в печі становить tf1, температура в приміщенні – tf2=25°С. Визначити витрати тепла через 1 м2 поверхні стінки та температури внутрішньої, зовнішньої поверхні стінки і поверхні контакту двох шарів кладки.
|
Рис. 1. Схема стаціонарного розподілення температури
поперек двошарової плоскої стінки.
Послідовність виконання роботи
1. Виписати вихідні дані з таблиці 1 згідно з варіантом (за порядковим номером в журналі).
2. Визначити коефіцієнт теплопередачі [Вт/(м2∙°С)]
,
де α1=35 Вт/(м2∙°С) – коефіцієнт теплопередачі від пічних газів до внутрішньої поверхні стінки, α2=16 Вт/(м2∙°С) – коефіцієнт теплопередачі від зовнішньої поверхні стінки до оточуючого повітря, λ1=1,05 Вт/(м∙°С) – теплопровідність вогнетривкої цегли, λ2=0,75 Вт/(м∙°С) – теплопровідність будівельної цегли.
3. Визначити втрати тепла через 1 м2 поверхні теплоізоляції (Вт/м2)
.
4. Визначити температуру внутрішньої поверхні стінки (°С)
.
5. Визначити температуру зовнішньої поверхні стінки (°С)
.
6. Визначити температуру поверхні контакту двох шарів кладки (°С) за виразами та порівняти їх значення
,
.
Вихідні дані
Таблиця 1
Варіант |
Величина та її розмірність |
||
δ1 (м) |
δ 2 (м) |
tf1 (м) |
|
1 |
0,35 |
0,18 |
1150 |
2 |
0,36 |
0,185 |
1160 |
3 |
0,37 |
0,19 |
1170 |
4 |
0,38 |
0,195 |
1180 |
5 |
0,39 |
0,2 |
1190 |
6 |
0,4 |
0,205 |
1200 |
7 |
0,41 |
0,21 |
1210 |
8 |
0,42 |
0,215 |
1220 |
9 |
0,43 |
0,22 |
1230 |
10 |
0,44 |
0,225 |
1240 |
11 |
0,45 |
0,23 |
1250 |
Варіант |
Величина та її розмірність |
||
δ1 (м) |
Δ2 (м) |
tf1 (м) |
|
12 |
0,46 |
0,235 |
1260 |
13 |
0,47 |
0,24 |
1270 |
14 |
0,48 |
0,245 |
1280 |
15 |
0,49 |
0,25 |
1290 |
16 |
0,5 |
0,255 |
1300 |
17 |
0,51 |
0,26 |
1310 |
18 |
0,52 |
0,265 |
1320 |
19 |
0,53 |
0,27 |
1330 |
20 |
0,54 |
0,275 |
1340 |
21 |
0,55 |
0,28 |
1350 |
22 |
0,56 |
0,285 |
1360 |
23 |
0,57 |
0,29 |
1370 |
24 |
0,58 |
0,295 |
1380 |
25 |
0,59 |
0,3 |
1390 |
26 |
0,6 |
0,305 |
1400 |
27 |
0,61 |
0,31 |
1410 |
28 |
0,62 |
0,315 |
1420 |
29 |
0,63 |
0,32 |
1430 |
30 |
0,64 |
0,325 |
1440 |
Контрольні запитання
Що таке теплопередача?
Якими способами здійснюється теплообмін?
В чому полягає теплопровідність?
В чому полягає конвекція?
Як визначити кількість переданого тепла через стінку?
Практична робота № 2
РОЗРАХУНОК трубного теплообмінника
Мета роботи: Вивчити процес теплообміну, освоїти практично методику розрахунку параметрів трубного теплообмінника.
Теоретична частина
Теплообмін – це процес передачі внутрішньої енергії від нагрітого тіла до холодного без виконання ними або над ними механічної роботи.
Речовини, які беруть участь в процесі передачі тепла (теплообміні) називаються теплоносіями.
Теплоносії з більш високою температурою, які в процесі теплообміну віддають тепло, називається нагріваючими агентами, а теплоносії з більш низькою температурою, які приймають тепло – охолоджуючими агентами.
Процеси, пов'язані з передачею тепла від гарячих теплоносіїв до холодних, називаються теплообмінними.
Апарати та пристрої, в яких проходять процеси теплообміну, називають теплообмінниками.
Рис. 1. Кожухотрубний багатоходовий теплообмінник:
1 – корпус; 2 – трубні решітки; 3 – труби; 4 – кришки;
5 – перегородки в кришках; 6 – перегородки в міжтрубному просторі.
Багатоходовий кожухотрубний теплообмінник жорсткої конструкції складається з корпусу або кожуха 1 і приварених до нього трубних решіток 2. В трубних решітках закріплений пучок труб 3. До трубних решіток кріпляться кришки 4. За допомогою поперечних перегородок 5, встановлених в кришках теплообмінника, труби розділені на секції, або ходи, по яким послідовно рухається рідина, що протікає в трубному просторі теплообмінника.
Для збільшення швидкості і подовженню шляху руху середовища в між трубному просторі служать сегментні перегородки 6.
В кожухотрубному теплообміннику одне середовище І, що обмінюється теплом, рухається в середині труб (в трубному просторі), а друга – в міжтрубному просторі.
Середовища направляють протитоком одне до одного. Середовище, що нагрівається направляють знизу вверх, а середовище, що віддає тепло, – в протилежному напрямку.
В багатоходових теплообмінниках теплообмін може погіршуватись внаслідок виділення розчинених в рідині повітря та інших неконденсуючих газів. Для їхнього періодичного виділення у верхній частині кожуха теплообмінників встановлюють продувочні крани.
Багатоходові теплообмінники можуть бути вертикальними або горизонтальними. Вертикальні теплообмінники більш прості в експлуатації та займають меншу площу.