Розв’язок:

Лінійний тепловий потік:

- коефіцієнт теплопередачі, для циліндричної стінки:

Знайдемо критерій Рейнольдса для води:

; .

Так як то . Критерій Прандтля з додатків = 1,05.

Знайдемо критерій Нуссельта:

Коефіцієнт теплопровідності води:

Коефіцієнт тепловіддачі від води до стінки труби:

Для знаходження ₁ знайдемо добуток GrPr.

Для повітря з t = 18С: P_r = 0,7; ν = 13,610^-6 м²/с;

 = 2,4610^-2 Вт/(мград).

;

 = 1/T; t  t_В – t_ПОВ = 120 – 18 = 102C;

GrPr = 0,7127,510⁶ = 89,2510⁶; (GrPr)  10⁹;

= 0,5(GrPr)^0,25(Pr /Prст)^0,25 = 0,5(89,2510⁶)^0,25(0,7 /1,05)^0,25 = 52,5.

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки труби до поверхні:

Отже лінійний коефіцієнт тепловіддачі буде рівний:

Звідси лінійний тепловий потік буде рівний

102 = 416,364 Вт/м.

7. Теплообмінник

Задача № 4, стор. 47

Визначити поверхню нагріву F рекуперативного газоповітряного теплообмінника при прямоточній та протиточній схемах руху теплоносіїв, якщо об’ємна витрата повітря, що нагрівається при нормальних умовах V_н, середній коефіцієнт теплопередачі від продуктів згоряння до повітря К, початкові і кінцеві температури продуктів згоряння та повітря відповідно t'₁, t''₁, t'₂, t''₂. Дані, необхідні для вирішення задачі, вибрати з таблиці.

Остання цифра шифра		К. Вт/(м2 • К)	Передостання цифра шифра
О 1 2 3 4 5 6 7 8 9	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	18 19 20 21 22 23 24 25 26 27	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9	600 625 650 675 700 725 750 775 800 575	400 425 450 475 500 525 550 575 600 375	20 15 25 30 10 12 18 28 32 8	300 325 350 375 400 425 450 475 500 275

Дано:

№ варіанту	VH, м3/год	K, Вт/(м2К)	t'1C	t''1C	t'2C	t''2C
00	1000	18	600	400	20	300

Знайти: F-?

Розв’язання:

Поверхня нагріву, м²:

Масова витрата повітря:

кг/с;

Теплоємність повітря з додатків:

С_рп = 1,03 кДж/кг;

Потік тепла від газу до повітря:

Q = C_pпm_пt_п = 1,030,215(300 – 20) = 62 кВт;

Середня логарифмічна різниця температур:

а). Прямотік:

Знайдемо середню логарифмічну різницю температур для прямотоку:

Звідси, визначаємо поверхню нагріву рекуперативного газоповітряного теплообмінника при прямоточній схемі руху теплоносіїв.

б). Протиток:

Знайдемо середню логарифмічну різницю температур для протитоку:

Звідси, визначаємо поверхню нагріву рекуперативного газоповітряного теплообмінника при протиточній схемі руху теплоносіїв.

8. Витікання

Задача №

Із ємності при температурі Т = 470 К і тиску р₁ = 30 бар витікає 1 кг кисню через сопло, яке звужується, в середовище із тиском р₂ = 20 бар. Визначити швидкість витікання і масову витрату кисню (кг/с), якщо площа вихідного переріза сопла f = 30 мм.