- •Глава 1. Основные понятия и законы теплообмена
- •§ 1.1. Основные понятия и законы
- •§ 1.2. Теплофизические параметры и расчетные коэффициенты
- •Глава 2. Простейшие стационарные процессы теплопроводности
- •§ 2.1. Случай тонкой пластины
- •§ 2.2. Задачи для стенки тонкой трубы
- •§ 2.3. Теплопроводность в тонких длинных стержнях
- •Глава 3. Простейшие нестационарные процессы теплопроводности
- •§ 3.1. Нестационарный процесс теплопроводности в тонкой пластине и длинном цилиндре для граничных условий 3 рода
- •§ 3.2. Нестационарный процесс теплопроводности в сложных телах, образованных пересечением простых тел
- •§ 3.3. Применение регулярного теплового режима для определения характеристик теплообмена
- •Глава 4. Основы теории размерностей и подобия. Моделирование явлений переноса
- •§ 4.1. Понятие о физическом подобии и моделировании
- •§ 4.2. Использование методов подобия для приведения уравнений к безразмерному виду
- •Глава 5. Прикладная газогидродинамика технологических сред
- •§ 5.1. Газогидродинамика при течении в каналах
- •§ 5.2. Основы расчета гидравлического сопротивления в каналах
- •Глава 6. Теплоотдача тел, омываемых внешним вынужденным потоком жидкости
- •§ 6.1. Расчет пограничных слоев
- •§ 6.2. Использование расчетных зависимостей для расчета стационарного теплообмена
- •Глава 7. Теплообмен при естественной конвекции
- •§ 7.1. Использование расчетных зависимостей для конкретных задач естественной конвекции
- •Глава 8. Теплообмен в двухфазных средах
- •§ 8.1. Расчет кризиса теплоотдачи при кипении
- •§ 8.2. Расчет теплообмена при кипении в большом объеме
- •§ 8.3. Расчет теплообмена при кипении в каналах
- •Глава 9. Лучистый теплообмен
- •§ 9.1. Использование закона Планка для расчетов
- •§ 9.2. Расчет теплообмена между твердыми телами в прозрачной среде
- •§ 9.3. Расчет теплообмена излучением в поглощающей среде
- •Глава 1. Основные понятия и законы теплообмена 3
Глава 5. Прикладная газогидродинамика технологических сред
§ 5.1. Газогидродинамика при течении в каналах
Задача 5.1.1.На паропроводе перегретого пара диаметромd= 400 мм установлена измерительная диафрагма (для измерения расхода пара), которая должна быть специально протарирована, т.е. найдена зависимостьP =f(G), гдеP- перепад статического давления в диафрагме,G- расход пара. По производственным причинам тарировку нельзя провести на реальной диафрагме, так как в системе повышенное давление и температураt= 250C. Поэтому тарировку нужно провести на модели, уменьшенной в 5 раз, а вместо пара использовать воду с температуройtм= 20C. Маркировка для реального случая рассчитывается из снятых на модели значений.
Найти зависимость P =f(G) и указать границы ее применимости.
Ответ:P= 222G2для промежутка между Re1= 1,4105и Re2= 6 105.
Указания к решению:эксперимент на модели дал ряд значений:
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
P, H/м2 |
477 |
1178 |
4520 |
18050 |
72200 |
G, кг/с |
2,22 |
4,44 |
8,88 |
17,76 |
35,52 |
Оба процесса должны быть подобны по своей природе, т.е. безразмерные критерии для обоих случаев должны быть равны:
; .
Скорость рассчитывается по формуле
,
где выбирается из справочника.
N |
, м/c |
Eu |
Re104 |
1 |
0,443 |
2,44 |
3,54 |
2 |
0,886 |
1,505 |
7,08 |
3 |
1,772 |
1,44 |
14,2 |
4 |
3,544 |
1,44 |
28,3 |
5 |
7,088 |
1,44 |
56,6 |
Строятся графики зависимости Eu (Re). Режимы, подобные сами себе по какому-либо критерию (в рассматриваемом случае - по числу Эйлера), называются автомодельными (АМР).
Использовать зону АМР для тарировки образца, сняв с графика значение Eu = 1,44.
;
.
Построить график зависимости P(G), используя значения физических параметров, взятые для пара из справочника.
§ 5.2. Основы расчета гидравлического сопротивления в каналах
Задача 5.2.1.Рассчитать гидравлическое сопротивление в системе охлаждения реактора, если напорPд= 0,5105Па, диаметр спирального каналаD= 300 мм, число витковn= 15, диаметр подводной и сточной трубыd1= 30 мм, диаметр каналаd3= 10 мм, диаметр переходниковd2= 15 мм, длина переходников от подводной трубыl2= 1 м, длина подводной трубыl1= 0,5 м, длина переходника до сточной трубыl3= 2 м, высота системыh= 1,5 м. Расход воды 0,5 л/с = = 0,5103м3/c =G.
Ответ:Pполн= 21105.
Указания к решению:гидравлическое сопротивление системы будет складываться из скоростного напора, потерь на трение в прямом канале, местных сопротивлений и потерь на подъем жидкости:
Pполн=Pск+Pтр+Pмс+Pподъема.
Рассчитать скоростной напор:
.
Рассчитать потери на трение в прямом канале:
.
Разбить систему охлаждения на участки и рассчитать каждый по отдельности:
;
;
.
Из расчета видно, что режим течения турбулентный. Из справочника выбрать вязкость хладагента (в данном случае хладагентом является вода, ее вязкость воды= 0,210–6м2/с). Так как режим турбулентный, то
.
Рассчитать участок спирального канала:
.
После расчета спирального канала можно преступить к расчету местных сопротивлений:
,
где выбирается из таблиц пособия.
Для расчета Pмснеобходимо выбрать скорость в самом узком сечении, по которому рассчитывается число Рейнольдса:
.
Затем следует рассчитать число Рейнольдса через скорость и диаметр:
.
Дальше производится расчет отношения сечений, выбирается значение . Выполнение еще нескольких шагов дает искомый результат.