Пояснения к решению задачи
В задаче необходимо определить тепловой поток через плоскую многослойную стенку. Тепловой поток равен количеству теплоты в единицу времени и определяется по формуле, Вт:
,
где F- площадь пластины, м2;
q - плотность теплового потока, Вт/м2, для многослойной стенку
,
где
δi-
толщина i-
слоя, λi
– коэффициент теплопроводности i-
слоя, n – количество слоев.
Задача№ 2. Железобетонная дымовая труба с наружным диаметром 1300 мм , внутренним диаметром 900 мм, должна быть футерована внутри огнеупором.
Определить толщину футеровки и температуру наружной поверхности трубы из условий, чтобы тепловые потери с одного погонного метра трубы не превышали q, а температура внутренней поверхности трубы не должна превышать t2. Температура внутренней поверхности футеровки t1. Коэффициент теплопроводности футеровки λф = 0.838(1 + 0,001tср )Вт/(мС), коэффициент теплопроводности железобетона λб.
Параметры выбрать по таблице 4.2.
Таблица 4.2- Исходные данные для решения задачи №2
Параметры |
Вариант |
|||||||||
0 |
1 |
7 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Последняя цифра шифра |
||||||||||
q Вт/м |
1800 |
1900 |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
2500 |
2600 |
2700 |
t1 °С |
410 |
420 |
425 |
430 |
440 |
450 |
460 |
480 |
520 |
560 |
t2, °С |
I80 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
230 |
260 |
280 |
Предпоследняя цифра шифра |
||||||||||
λб Вт/(м 0С) |
1,05 |
1,07 |
1,1 |
1.12 |
1,14 |
1,16 |
1,18 |
1,2 |
1,22 |
1,24 |
Пояснения к решению задачи
При решении задачи необходимо воспользоваться уравнением для определения плотности теплового потока через цилиндрическую многослойную стенку:
где λi – коэффициент теплопроводности i- того слоя, Вт/м 0С, n – количество слоев, di и di+1 – диаметры i- и i+1 – слоя соответственно.
Задача №3 Конструкторский тепловой расчет рекуперативного теплообменного аппарата.
В теплообменном
аппарате типа «труба в трубе» греющая
вода с температурой
(0С)
и расходом G1
(кг/с) движется по внутренней стальной
трубе диаметром d2/d1=40/37
мм. Коэффициент теплопроводности стали
50 Вт/м 0С.
Нагреваемая среда движется по кольцевому
зазору между трубами со скоростью ω
(м/с) и нагревается от температуры
(0С)
до
(0С).
Внутренний диаметр внешней трубы d3=54
мм.
Требуется:
1. Определить поверхность теплообменного аппарата.
2. Определить конструктивные размеры теплообменного аппарата.
3. Построить графики изменения температур теплоносителей.
Исходные данные для различных вариантов приведены в таблице 4.3
Таблица 4.3 - Исходные данные для решения задачи №3
Пред- последняя цифра шифра зачетной книжки |
Тип движения теплоносителя |
Нач. температура горячего теплоносителя, , 0С |
Расход теплоносителя, G1, кг/с |
Последняя цифра шифра зачетной книжки |
Нач. температура нагреваемой среды , , 0С |
Конечная температура нагреваемой среды, , 0С |
Скорость движения нагреваемой среды, ω, м/с
|
Нагреваемая среда |
0 |
прямоток |
130 |
2,3 |
0 |
15 |
80 |
8 |
воздух |
1 |
- «- |
135 |
2,2 |
1 |
15 |
85 |
0,6 |
вода |
2 |
- «- |
140 |
2,1 |
2 |
15 |
90 |
10 |
воздух |
3 |
- «- |
145 |
2,0 |
3 |
15 |
86 |
0,8 |
вода |
4 |
- «- |
150 |
1,9 |
4 |
15 |
84 |
0,9 |
вода |
5 |
противоток |
160 |
1,8 |
5 |
20 |
82 |
13 |
воздух |
6 |
- «- |
155 |
2,0 |
6 |
20 |
80 |
1,1 |
вода |
7 |
- «- |
150 |
2,1 |
7 |
20 |
80 |
1,2 |
вода |
8 |
- «- |
145 |
2,2 |
8 |
20 |
82 |
16 |
воздух |
9 |
- «- |
140 |
2,3 |
9 |
20 |
84 |
1,4 |
вода |
Каждый студент, согласно варианту, заполняет лист исходных данных в форме:
1. Тип теплообменного аппарата
2. Теплопроводность материала трубок
3. Тепловая мощность теплообменного аппарата
4. Первичный теплоноситель
5. Расход первичного теплоносителя
6. Скорость первичного теплоносителя
7. Вторичный теплоноситель
8. Расход вторичного теплоносителя
9. Скорость вторичного теплоносителя