Састық теориясы. конвекциялық жылуалмасудың ұқсастық теңдеуі

1 - мысал

Тәжірибелік жолмен диаметрі ұзын болаттан жасалған білікті пешке салған соң, τ=2,5 с өткенде біліктің бойымен температураның таралуын анықтау. Болаттың жылуөткізгіштік пен температура өткізгіштік коэффициенттері сәйкес: Пештегі білікке жылу беру коэффициенті . Зерттеуді біліктің үлгісіне геометриялық ұқсас өлшемі кіші пеште жүргізу қабыланды. Үлгі үшін . Білік үлгісінің d_м диаметрін және пешке салудан кейін үлгіде температураның таралу уақытының аралығын анықтау.

Шешуі:

Білік үлгісінің температура өріс ұқсастығы үлгі мен білік үшін критериялар теңдігі орын алады:

Білік үшін Био және Фурье критериялары тең болады:

шартынан үлгі үшін диаметрді табамыз:

шартынан анықталатын уақыт аралығын табамыз:

Жауабы:

№ 1.

Үлгіні пешке салған соң өткенде температуралық өрістер ұқсастығы пайда болатын, 1- мысал жағдайында білік үлгісінің диаметрін және жылу берілісі коэффициентінің керекті мәнін анықтау.Сонымен бірге білік пен үлгі үшін сызықтық өлшемдер, уақыт пен температура арасындағы қатынастарды анықтау, егер оларды пешке салу кезіндегі температура мен пештегі орта температурасы сәйкесінше мыналарға тең болса: t_о = 10^оС; t_ом = 20^оС; t_ж = 1000^оС; t_ж.м. = 200^оС.

№ 2.

Қабырға арқылы түтіктің сыртын қоршаған ортаға жылуды беретін диаметрі d = 16 мм және ұзындығы l = 2,1 м түтік бойымен ыстық су ағады.

Түтік арқылы судың шығыны G = 0,0091 кг/с; түтікке кірген су температурасы t_ж1 = 87,2^оС; түтікке шыққан су температурасы t_ж2 = 29^оС; түтік қабырғасының орташа температурасы t_с = 15,3^оС.

Анықтаушы температура ретінде сұйықтың орташа арифметикалық температурасын қабылдап, Nu, Re және Ре критерияларның мәндерін есептеу. Жылу беру коэффициентін су мен қабырға арасындағы температуралардың орташа арифметикалық айырмашылықтарына жатқызуға болады.

№ 3.

2 –тапсырма шартына жылу беру коэффициентін және Nu санын есептеу, егер жылу беру коэффициентін сұйық пен қабырға арасындағы температураның орташа логарифмдік айырмашылығына жатқызатын болсақ. Алынған мәндерді 2 – тапсырманың нәтижесімен салыстыру.

№ 4

Зерттеу нәтижелері 2 - мысалда келтірілген қазандықтың бірінші газ арнасының құбыр қабырғасына газдан берілетін жылу мөлшерін анықтау, егер келесі мәліметтер белгілі болса: газдың орташа жылдамдығы ω=6 м/с; қазандықтың бірінші газ арнасында түтін газдарының алғашқы және соңғы температуралары сәйкесінше =900^оС және =700^оС; құбыр қабырғасының температурасы t_с = 250^оС; газ арнасының беттік қызу ауданы

F = 500 м².

Анықталушы температура ретінде орташа арифметикалық температураны =0,5( + ) қабылдау. Түтін газдарының құрамы: .

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: