Тепловой расчет радиатора двс.
Исходные данные для расчета:
Теплофизические
параметры воды при
Материал
-
Теплофизические
параметры воздуха при
Порядок проведения теплового расчета радиатора.
(для
)
Построим поперечное сечение радиатора для определения поперечного и продольного шага, и коэффициента живого сечения:
Основными расчетными уравнениями является уравнение теплового баланса и уравнение теплопередачи.
Определим массовый расход воздуха:
Определим температуру воздуха на выходе из радиатора:
;
Передача теплоты в радиаторе от воды к воздуху состоит из следующих трех процессов: теплоотдачи от горячего теплоносителя (воды) к внутренним стенкам трубок, теплопроводности через стенки трубок и теплоотдачи от наружных стенок трубок к холодному теплоносителю (воздуху). Эффективность этих трех процессов оценивается величиной коэффициента теплопередачи.
Уравнение теплопередачи имеет вид:
;
Коэффициент
теплоотдачи
определяется
по формуле:
В зависимости от режима течений воды внутри трубок радиатора при вычислении коэффициента теплоотдачи используется то или иное критериальное уравнение.
Для случая турбулентного течения теплоносителя внутри труб критериальное уравнение имеет вид:
Средняя
температура воды:
Критерий
Прандтля:
;
;
Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубок:
Теплообмен от трубок радиатора к воздуху осуществляется воздушным потоком, который обтекает трубки радиатора поперек. Для случая поперечного обтекания пучка труб критерии подобия связаны следующим соотношением:
Критерий Ренольдса для воздушного потока:
Скорость воздуха перед фронтом радиатора определяется заданными объемным расходом воздуха и фронтовой площадью радиатора:
;
Коэффициент живого сечения оценивает загромождение фронта радиатора трубками и определяет как отношение площади живого сечения по воздуху к фронтовой поверхности радиатора:
,
где
Коэффициент теплопередачи от оребрённой поверхности трубок к воздуху:
Среднелогарифмический напор:
;
Мощность теплового
потока, отведённая от двигателя:
Для шахматного расположения пучка труб:
;
;
;
|
(мм) |
|
|
|
|
|
|
|
(Вт) |
|
3,39 |
93909,7 |
1397,7 |
221,35 |
31,53 |
43486,46 |
227,47 |
1538,5 |
6460,59 |
|
2 |
21320,703 |
876,15 |
68,8 |
21,06 |
22244,4 |
247,93 |
1598,74 |
20140,62 |
|
1,52 |
10660,35 |
703,55 |
38,37 |
18,64 |
16812,12 |
280,68 |
1755,95 |
34083,25 |
|
1,15 |
5330,176 |
567,48 |
22,06 |
16,39 |
12775,6 |
314,45 |
1892,17 |
56755,4 |
|
0,87 |
2665,088 |
462,05 |
12,66 |
14,49 |
9591,4 |
350,74 |
1923,1 |
89146,6 |
(
)
(
)
(
)
По результатам теплового расчета радиатора строим зависимости коэффициента теплопередачи (рис.2) и мощности теплового потока(рис.1) от гидравлического диаметра трубок
Рис.1 Зависимость мощности теплового потока от гидравлического диаметра трубок радиатора
Рис.2. Зависимость коэффициента теплопередачи от гидравлического диаметра трубок радиатора
Вывод:
По
результатам теплового расчета мы
определили гидравлический диаметр
трубок
и их количество
,
при котором обеспечивается отвод
теплового потока мощностью
от
двигателя.