029_Teplotekhnika_RGR_Sh_KSh-01

3 РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Выполнение второй контрольной работы требует проработки теоретического материала по разделам: 2 – Теория теплообмена; 3 – Основы массообмена. Студент выполняет 4 задачи.

Задача 6

Во сколько раз увеличатся потери тепла материалом, если его влажность изменится:

а) от U1 = 0 % до U2 = 5+Е, %

б) от U1 = 0 % до U3 = 35+Е, % Зависимость = f (U) (см. рисунок 6.1). Четный вариант – кривая 1, 2. Нечетный вариант – кривая 3, 4.

На кривой отложить точки 1, 2, 3 и показать значения и U для этих точек. Найти и отметить критическую точку К, разделяющую свободную и связанную влагу. Отметить значения к и Uк. Показать границы связанной и свободной влаги на рисунке 7.1. Сделать анализ влияния воздуха и влаги (свободной, связанной) на теплопроводность материала.

Рисунок 6.1 – Зависимость коэффициента теплопроводности λ от влажности U

Задача 7

Рассчитать плотность теплового потока q (Вт/м²) в пакете одежды. Рассчитать температуру t1 и t2 в местах контактов слоев. Исходные данные в таблице 7.1.

План расчета:

8.1. Зачертить пакет из трех слоев, расположенных последовательно (рисунок 7.1). 8.2. На рисунке показать названия слоев, их толщину I, температуру tстi,,

теплопроводность слоя i.

8.3.Записать уравнение теплопроводности для трехслойной стенки. Отдельно

рассчитать термическое сопротивление каждого слоя R1, R2, R3. Коэффициент теплопроводности находят в таблице (приложение А).

8.4.По уравнениям теплопроводности для первого, второго слоя определяют температуры t1 и t2.

8.5.По уравнению теплопроводности для третьего слоя проводят проверку расчета

t2 и t1.

8.6. Сделать заключение по расчету (анализ влияния R на плотность теплового потока q. Рассчитать, как связано термическое сопротивление слоя с перепадом температур), т.е. t1΄ и t2΄ = f (R1, R2, R3).

Таблица 7.1. – Исходные данные к задаче 7

Задача 8

Определить потери тепла Q, Вт поверхностью сапог размерами D (наружный диаметр условного цилиндра) и ℓ – его длина, W – скорость движения воздуха. Исходные данные в таблице 8.1.

Расчет провести:

1 – для вынужденного движения воздуха при скорости W;

2 – для свободного движения воздуха.

9.1 План выполнения работы:

9.1.1 Выполнить рисунок 8.1, на котором указать распределение скоростей теплоносителя около вертикальной цилиндрической стенки.

9.1.2 На рисунке указать исходные данные D, ℓ, tст, tвозд, 0С.

9.1.3 Записать уравнение теплоотдачи и провести расчет поверхности сапога и как f (Nu) и f(Re). Определить режим движения воздуха по литературе [1, 3, 4, 6] обоснованно выбрать уравнение для расчета критерия Нуссельта (Nu).

Таблица 8.1. – Данные к задаче 8

Задача 9

Исходная абсолютная влажность материала Uн, %, относительная влажность воздуха – %. Конечная абсолютная влажность материала после сушки Uк = 4 %. На изотерме сушки материла показать направление процесса, движущую силу процесса. Исходные данные приведены в таблице 9.1.

План выполнения работы.

11.1 Построить изотерму сушки в осях U/.

11.2 Отметить на рисунке область свободной и связанной влаги, отметить гигроскопическую точку Г и U΄Г, %.

11.3 По заданным н и U΄Н на графике построить рабочую точку Н (какая влага находится в материале?). Сравнить U΄Н и U΄Г.

11.4 Определить UР* (равновесная влажность) по н (·)Р. Сравнить U΄*Р и Uн, показать направление процесса, движущую силу процесса.

11.5 По заданным н и U΄К построить точку К. Сравнить UР* и U΄΄К. Показать направление процесса.

11.6 Какие параметры воздуха необходимо изменить, чтобы высушить материал до

U΄К.

Таблица 9.1. – Исходные данные к задаче 9

Рисунок 9.1 – Кривые равновесной влажности

Рисунок 9.2 – Кривые равновесной влажности

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Нащокин, В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. – М.: Высшая школа, 1975. – 500 с.

2.Рабинович, О.М. Сборник задач по технической термодинамике. – М.: Машиностроение, 1973. – 342 с.

3.Литвин, А.М. Теоретические основы теплотехники. Техническая термодинамика и теория теплопередачи. Изд. 6-е, перераб и доп. – М.: Энергия, 1969. – 328 с.

4.Теплотехника /под. ред. В.Н. Луканина. – М.: Высшая школа, 2000. – 670 с.

5.Сорокин, Н.С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях. – М.: Легкая индустрия, 1974. – 300 с.

6.Теплотехника /под ред. В.И. Крутова. – М.: Машиностроение, 1986. – 432 с.

7.Калинина, Л.П. Рабочая программа дисциплины Теплотехника по направлению 553900. – Новосибирск: НТИ МГУДТ, 2002.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Теплопроводность материалов при 20 0С