ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Контрольной работы № 2Для определения плотности теплового потока q, Вт/м2, через плоскую стенку и линейной плотности теплового потока ql = Вт/м через цилиндрическую стенку при известных температурах граничных поверхностей t 1ст и t n+1ст используются формулы, полученные на основании закона Фурье:
(1)
, (2)
где i = 1, 2, 3,…, n; n – число отдельных слоев в стенке; di – толщина каждого слоя стенки, м; li – коэффициент теплопроводности каждого слоя, Вт/ (м´К).
Для сравнения линейной плоскости тепловых потоков при перемене мест тепловой изоляции трубы в задаче 4 можно воспользоваться приближенной формулой
(3)
где и средние диаметры первого и второго цилиндрических слоев, м. Относительное изменение линейной плоскости теплового потока при перемене слоев изоляции местами
∆
В задачах 3,5,7 и 9 для расчета плотности теплового потока через плоскую стену можно использовать следующие формулы: где и коэффициенты теплоотдачи со стороны горячей и холодной жидкости, омывающих стенку, Вт/(м2×К); и температуры жидкостей, омывающих стенку; и температуры поверхностей стенки со стороны горячей и холодной жидкостей; коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2×К); (7) Для учета зависимости коэффициента теплопроводности материала стенки от ее температуры (задача 7) последней следует предварительно задаться. Например: После определения коэффициента теплоотдачи (7) и плотности теплового потока по уравнению (6) найти температуру поверхностей стенок из уравнений (4) и (5) и проверить значение средней температуры стенки. В случае существенного расхождения расчет следует повторить. Расчетная формула для определения линейной плотности теплового потока q1 через многослойную цилиндрическую стенку (задачи 2 и 6) базируется на основе совместного решения уравнений теплоотдачи (8) и (9) и теплопроводности (2): (8) (9) Исключая неизвестные величины , получим: (10) где число слоев в цилиндрической стенке. Для нахождений толщины слоя изоляции трубы в задаче 8 следует сначала определить линейную плотность теплового потока (по заданным величинам и ) и требуемое термическое сопротивление изоляции (см. формулу 2): (11) Линейная плотность теплового потока и ток в электрическом проводе (задача 10) могут быть найдены из уравнения теплового баланса: (12) где активное электрическое сопротивление провода, Ом/м. Для определения искомой температуры поверхности изолированного провода при том же значении тока, т.е. при , следует воспользоваться формулой (2) при , предварительно найдя температуру наружной поверхности изоляции из уравнения: . (13) Максимальный ток определяется по предельно-допустимой температуре из уравнения: (14) Требуемые значения кинематического коэффициента вязкости и скорости течение жидкости в модели (задача 11)определяются из условия подобия процессов в модели и образце, а именно из условия равенства критериев и т.е.
Для нахождения значений коэффициентов конвективной теплоотдачи в задачах 12,13,14,15,16 и 18 рекомендуется воспользоваться формулами, приведенными в контрольных вопросах 9-12. В формулах индекс «ж» указывает, что величины отнесены к определяющей температуре т.е. средней температуре жидкости (среды). Средний коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2×К), при пленочной конденсации пара на поверхности горизонтальной трубы может быть определен по зависимости 8-3 [5] или по формуле (15) где Значения коэффициента теплопроводности , плотности и коэффициент кинематической вязкости конденсата здесь отнесены к средней температуре . Температура насыщения определяется по заданному давлению пара из таблиц насыщенного водяного пара. Из этих же таблиц находят значение теплоты парообразования. Для нахождения коэффициента теплоотдачи конвекцией в условиях абсолютного движения воздуха около горизонтальной трубы (задача 18) следует использовать критериальную формулу, приведенную в вопросе 12. Тепловой поток излучением может быть найден по закону Стефана-Больцмана (16)
где коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м2×К4). Коэффициент теплоотдачи излучением (17) Потери тепла излучением от циклической поверхности , окруженной цилиндрическим экраном (задача 20), можно найти, определив предварительно температуру экрана , из уравнения теплового баланса , т.е. (18) где
Для нахождения действительной температуры потока по показанию термометра (задача 21) следует использовать уравнение теплового баланса в виде (19) Температура изучающей поверхности (задача 22) может быть найдена из уравнения (16). Задачи 22,23,24 и 25, связанные с тепловым расчетом рекуперативных теплообменников, решаются на основе использования уравнения теплового баланса (20) и уравнения теплопередачи (21) где расходы греющего и нагреваемого теплоносителя, кг/с; и средние массовые теплоемкости теплоносителей в интервалах температур соответственно и , кДж/(кг×К); и температуры греющего и нагреваемого теплоносителей на входе в теплообменник; и температуры греющего и нагреваемого теплоносителей на выходе из теплообменника; коэффициент теплоотдачи, (кВт/м2×К); площадь теплообменной поверхности, м2; средний температурный напор. При прямотоке и противотоке где и соответственно наибольшая и наименьшая разности температур теплоносителей в теплообменнике. Если , то с достаточной для практических расчетов точностью .
Задача 4 Одноступенчатый поршневой компрессор всасывает воздух в количестве V при давлении и и сжимает его до давления по манометру . Определить секундную работу сжатия и теоретическую мощность привода компрессора для случаев изотермического, адиабатного и политропного процессов (с показателем политропы n = 1,2) сжатия. Определить температуру воздуха в конце адиабатного и политропного сжатия. Сделать вывод по данным процесса. Дано: МПа Решение: а) изотермический процесс Работа изотермического процесса: Мощность: Вт б) адиабатный при к = 1,4 Определяем температуру в конце сжатия
Мощность: Вт в) политропный процесс n = 1,2
Мощность: Вт
Вывод: наибольшей работой сжатия при данных условиях обладает газ в изотермическом процессе и, соответственно, он будет наиболее выгодный. Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|