Добавил:
Берегите себя и своих близких. По всем вопросам - пишите в мой вк, помогу чем смогу. Всем УЗС привет! Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Вариант 6 КУРСОВАЯ + ЛАБЫ / Курсовая / Лаба 4 / Лабораторная работа №4

.docx
Скачиваний:
9
Добавлен:
14.06.2019
Размер:
138.87 Кб
Скачать

Лабораторная работа №4

Исследование теплообмена на моделях

При сжигании в котле дымовых газов (НАТУРНЫЙ ОБРАЗЕЦ) огромный тепловой поток передается трубам, внутри которых циркулирует пароводяная смесь. Определить значение данного теплового потока, для этого необходимо знать интенсивность процесса конвективного теплообмена.

Так как дымовые газы и воздух являются двухатомными газами, то допускается единая по своей структуре формула, описывающая интенсивность процесса конвективного теплообмена, как для НАТУРНОГО ОБРАЗЦА, так и для МОДЕЛИ.

На воздушной МОДЕЛИ котла производилось изучение теплоотдачи (αi, Вт/мС) при вынужденной конвекции, и при различных скоростях движения воздуха (Wi, м/с).

В модели: средняя температура воздуха tв, оС, трубы имеют наружный диаметр d, м, температура на стенке трубы tст, оС. Полученные по результатам испытаний коэффициенты теплоотдачи приведены в вариантах.

По результатам испытаний, полученным на МОДЕЛИ определить значения С и n для формулы:

Получить формулу и применить ее к определению теплового потока на НАТУРНОМ ОБРАЗЦЕ.

Решение:

В логарифмическом масштабе данная зависимость

представляет собой прямую. По результатам испытаний построим данную прямую по следующим точкам:

1-я точка: Рассчитаем

α1 – коэффициент теплоотдачи, полученный по результатам испытаний, Вт/м2 0С

λж – коэффициент теплопроводности воздуха при температуре воздуха tв, Вт/м 0С, находится из справочной литературы

νж – вязкость воздуха при температуре воздуха tв , м2/с, находится из справочной литературы

W1 – скорость воздуха, м/с (по результатам испытаний)

По полученным расчетам и строим 1-ю точку.

2-я точка: Рассчитаем

α2 – коэффициент теплоотдачи, полученный по результатам испытаний, Вт/м2 0С

λж – коэффициент теплопроводности воздуха при температуре воздуха tв, Вт/м 0С, находится из справочной литературы

νж – вязкость воздуха при температуре воздуха tв , м2/с, находится из справочной литературы

W2 – скорость воздуха, м/с (по результатам испытаний)

По полученным расчетам и строим 2-ю точку.

3-я точка: Рассчитаем

α3 – коэффициент теплоотдачи, полученный по результатам испытаний, Вт/м2 0С

λж – коэффициент теплопроводности воздуха при температуре воздуха tв, Вт/м 0С, находится из справочной литературы

νж – вязкость воздуха при температуре воздуха tв , м2/с, находится из справочной литературы

W2 – скорость воздуха, м/с (по результатам испытаний)

По полученным расчетам и строим 3-ю точку.

Пример построения аналогичной зависимости:

Определяем значения С и n для формулы:

Угол наклона прямой φ, тангенс угла наклона данной прямой – показатель степени n

где ВГ – значение отрезка ВГ в метрах

АГ – значение отрезка АГ в метрах

Отрезок по оси ординат, отсекаемый прямой, определяет величину коэффициента С:

LgC = АД

С=10АД

Где АД – значение отрезка АД в метрах

Используя полученную формулу для НАТУРНОГО ОБРАЗЦА с таким же диаметром труб определить тепловой поток Q, кВт, передаваемый дымовыми газами стенкам труб, если газы движутся со скоростью Wг, м/с

Состав дымовых газов, температура газов tг, оС, температура на стенках труб tст, оС, и поверхность нагрева F , м2, заданы в вариантах.

Тепловой поток рассчитывается по формуле:

Q = α·F·(tг - tст)

Для расчета теплового потока необходимо определить коэффициент теплоотдачи от газов к трубам α, Вт/мС, используя полученную в результате исследований на МОДЕЛИ формулу:

λг – коэффициент теплопроводности газов при температуре воздуха tг, Вт/м 0С, находится из справочной литературы

νг – вязкость газов при температуре воздуха tг , м2/с, находится из справочной литературы

Результаты испытаний значения коэффициента теплоотдачи и скорости на воздушной МОДЕЛИ котла:

А)

Экспериментальные данные

α, Вт/м2К

42

76

138

-

W,м/с

4

8

16

-

Наружный диаметр трубы 14 мм, температура на стенке трубы 30 0С,

температура воздуха 70 0С

Б)

Экспериментальные данные

α, Вт/м2К

85

125

145

-

W,м/с

9,5

10,5

12,7

-

Наружный диаметр трубы 40 мм, температура на стенке трубы 50 0С,

температура воздуха 100 0С

Г)

Экспериментальные данные

α, Вт/м2К

50,5

68,6

90,7

-

W,м/с

2

3,14

4,65

-

Наружный диаметр трубы 18 мм, температура на стенке трубы 20 0С,

температура воздуха 50 0С

Д)

Экспериментальные данные

α, Вт/м2К

53

114

165

-

W,м/с

7

10

19

-

Наружный диаметр трубы 80 мм, температура на стенке трубы 40 0С,

температура воздуха 90 0С

Исходные данные для расчета

НАТУРНЫЙ ОБРАЗЕЦ котла:

Состав дымовых газов: Рсо2=0,13, РН=0,11, РNO2=0,76

Вариант 1: дымовые газы температурой 1000 0С движутся со скоростью 10 м/с , температура на стенках труб 300 0С, поверхность нагрева 600 м2

Вариант 2: дымовые газы температурой 1100 0С движутся со скоростью 12 м/с , температура на стенках труб 350 0С, поверхность нагрева 800 м2

Вариант 3: дымовые газы температурой 900 0С движутся со скоростью 18 м/с , температура на стенках труб 300 0С, поверхность нагрева 700 м2

Вариант 4: дымовые газы температурой 800 0С движутся со скоростью 6 м/с , температура на стенках труб 270 0С, поверхность нагрева 860 м2

Вариант 5: дымовые газы температурой 850 0С движутся со скоростью 14 м/с , температура на стенках труб 340 0С, поверхность нагрева 1000 м2

№ варианта

Задание

1

А3

2

Б1

3

В5

4

Г2

5

Д2

6

А4

7

Б2

8

В1

9

Г3

10

Д4

11

А1

12

Б5

13

Г1

14

В2

Соседние файлы в папке Лаба 4