рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Расчетно-графическая работа по курсу «Специальные вопросы тепломассообмена»: тема «Конвективный теплообмен»

Расчетно-графическая работа по курсу «Специальные вопросы тепломассообмена»: тема «Конвективный теплообмен» - раздел Полиграфия,   Расчетно-Графическая Работа Для Студентов Специальности ...

 

Расчетно-графическая работа
для студентов специальности
«Турбины»

 

 

по курсу «Специальные вопросы тепломассообмена»

 

«Конвективный теплообмен»

 

Семестр 6, курс 3

 

Составил: профессор Тарасов А.И.

 

 

НТУ «ХПИ»

Задача №1

Тонкая пластина длиной l0=2 м и шириной a=1,5 м обтекается продольным потоком воздуха. Скорость и температура набегающего потока равны w0=3 м/с и t0=20°С. Температура поверхности пластины tc=90°С.

Определить средний по длине коэффициент теплоотдачи и количество теплоты, отдаваемое пластиной.

 

Задача №2

Тонкая пластина длиной l0=2 м и шириной a=1,5 м обтекается продольным потоком воздуха. Скорость и температура набегающего потока равны w0=30 м/с и t0=20 °С. Температура поверхности пластины tc=90°С.

Определить средний по длине коэффициент теплоотдачи и количество теплоты, отдаваемое пластиной.

Указание: считать до Rex=5*105 режим течения ламинарный, при больших значениях – режим течения турбулентный. Использовать зависимости для среднего теплообмена при ламинарном и турбулентном режимах.

 

Задача №3

Тонкая пластина длиной l0=2 м обтекается продольным потоком воздуха с одной стороны и потоком масла МС-20 с другой. Скорость и температура воздуха равны w0=3 м/с и t0=20°С. Скорость и температура масла равны w1=0,3 м/с и t1=60 °С.

Построить график изменения температуры пластины, используя координату х=0,1; 0.3; 0,5; 1,0; 2,0 м. Теплопроводность материала пластины равна l= 40 Вт/(м×К).

Указание: перетеканием теплоты вдоль пластины пренебречь.

 

Задача №4

По ленте из нихрома сечением 20х1 мм и длиной 0,8 м течет ток I=85А. Лента обдувается потоком воздуха tв=20°С, скорость воздуха 10 м/с. Найти максимальную температуру ленты, если удельное электрическое сопротивление нихрома r= 0,4 Ом×мм2/м. Теплопроводностью вдоль ленты пренебречь.

Указание: по условию задачи плотность теплового потока на поверхности ленты постоянна, т.к. сила тока и сопротивление ленты постоянны. Локальный коэффициент теплоотдачи при ламинарном течении жидкости вдоль плоской поверхности убывает с увеличением расстояния от передней кромки как . Следовательно, температура поверхности ленты достигает максимума в точке, где коэффициент теплоотдачи минимальный, т.е. в конце зоны ламинарного течения. Условной границей зоны ламинарного течения считается Reкр = (1 – 5)×105. Приняв Reкр=wXкр/u=3×105, определяем координату Хкр, где температура ленты максимальна. Из по Reкр и e = 1,36 находится критерий Nu и искомый коэффициент теплоотдачи как amin = Nu l/Xкр.

 

Задача №5

Исключена

 

Задача №6

 

Найти тепловой поток, передаваемый с прямого ребра постоянного сечения, если размеры ребра: длина L=0,6м, h=50мм, 2d = 5мм. l= 40 Вт/(м×К); температура у основания t0 = 120°С, температура воздуха, текущего вдоль ребра со скоростью 4м/с, tв=20°С.

Указание: тепловой поток, рассеиваемый ребром, находится как . Для его определения необходимо найти средний по ребру коэффициент теплоотдачи. Установим характер течения воздуха вдоль ребра, для чего вычислим критерий Re = wL/u. Если Re £ Reкр, то течение в пограничном слое ламинарное и по формуле

при e = 1 находится критерий Nu и коэффициент теплоотдачи aL на конце ребра. Средний коэффициент теплоотдачи при (tст = const) .

 

Задача №7

 

Вычислить средний коэффициент теплоотдачи при течении трансформаторного масла в трубе диаметром d=8мм и длиной l=1м, если средняя по длине трубы температура масла tж=80°С, средняя температура стенки tc=20°С м скорость масла w=0,6 м/с.

 

Задача №8

Вода со скоростью W=0,1 м/с течет по трубке диаметром d=4 мм и длиной 800 мм. Температура стенки трубки tc=60°С. Определить температуру воды на выходе из трубки, если на входе температура воды 10°С.

Указание: принимая в качестве определяющей температуру воды на входе в трубку, можно найти критерий Re и определить характер течения. Если течение ламинарное (Re < 2300), вычисляется критерий Рэлея (Ra) и определяется режим теплообмена (при Ra < 8×105 – вязкостный, в противном случае – вязкостно-гравитационный). В зависимости от режима теплообмена рассчитываем коэффициент теплоотдачи по

,
или
.

Температура воды на выходе из трубки находится из уравнения теплового баланса: тепловой поток от стенки трубки к воде расходуется на изменении энтальпии потока.

,

где `tв = (tв1 + tв2)/2 – средняя температура воды; Gв = rwf – расход воды; f – сечение трубки; срв – изобарная теплоемкость воды. Если температура воды на выходе существенно отличается от температуры на входе (> 15°C), следует пересчитать коэффициент теплоотдачи, приняв в качестве определяющей среднюю температуру воды в трубке.

 

Задача №9

Исключена

 

Задача №10

 

По стальной трубке диаметром d2/d1=65/60 мм течет воздух со средней температурой 150°С, скорость воздуха 15м/с. Определить необходимую толщину изоляции наружной поверхности (lиз=0,2 Вт/(м×К)), чтобы тепловые потери не превышали 100 Вт/м при температуре поверхности изоляции 40°С.

Указание: пренебрегая термическим сопротивлением стенки трубки, внешний диаметр изоляции находится из

.

Коэффициент теплоотдачи определяется в зависимости от критерия Re по где eт– поправка на неизотермичность, которая для капельных жидкостей может быть найдена как , для газов при нагревании , при охлаждении газа eт = 1; elпоправка на влияние участка гидродинамической стабилизации потока, которая является функцией el = f(Re,L/d) и определяется по таблице.

 

Re×10–4 L/d
1,65 1,5 1,34 1,23 1,13 1,03
1.34 1.27 1.18 1.13 1.08 1.02
1.28 1.22 1.15 1.10 1.06 1.02
1,14 1,11 1,08 1,05 1,03 1,01

 

 

Задача №11

 

В отводящем борове сечением 2х1м текут продукты сгорания при температуре t0=250°С со скоростью 10 м/с. Определить потери тепла с погонного метра борова, если температура его внутренней поверхности tc=120°С.

Указание: для определения критерия Re используйте эквивалентный диаметр как .

 

Задача №12

 

Медный шинопровод круглого сечения диаметром d=15мм охлаждается поперечным потоком сухого воздуха. Скорость и температура набегающего потока воздуха равны соответственно w=1 м/с и tж=20°С.

Вычислить коэффициент теплоотдачи от поверхности шинопровода к воздуху и допустимую силу тока в шинопроводе при условии, что температура его поверхности не должна превышать tc=80°C. Удельное электрическое сопротивление меди r=0,0175 Ом мм2/м.

 

Задача №13

 

Отрезок стальной трубы (l= 40 Вт/(м×К)) диаметром 40 мм с толщиной стенки 2,5мм обтекается поперечным потоком воздуха со скоростью w=10 м/с, tв = 20°С. Определить тепловой поток, передаваемый от трубы в воздух, если ее длина L=250 мм, а температура обоих торцов трубы одинакова и равна t0 = 150°С.

Указание: отрезок трубы рассматривать как стержень конечной длины. Использовать условие симметрии на торцах. Гильзу термопары рассматривать как стержень конечной длины с известной температурой на свободном торце и у основания. Учтите, что u=pd, а f=pdd. Коэффициент теплоотдачи находится как , где для воздуха eт = 1.

 

Задача №14

 

Определить тепловой поток, передаваемый коридорным пучком труб диаметрами 51/45 мм, длиной 1,2м, шаг по фронту и в глубину пучка 85мм. По фронту пучка расположено 10 труб, в глубину пучка – 15 труб. Внутри труб течет вода со скоростью wвод = 0,5м/с, tвод=20°С. Снаружи трубный пучок омывается горячим воздухом tвоз = 150°С, скорость набегающего потока воздуха w0 = 10 м/с.

Указание: для расчета среднего коэффициента теплоотдачи при обтекании воздухом пучка труб используйте , учтя, что для воздуха (Prж/Prст)0,25=1. Критерий Рейнольдса рассчитывается по скорости в самом узком сечении пучка, т.е. w = w0×(S1d2)/ S1. При определении коэффициента теплопередачи по формуле

пренебречь термическим сопротивлением стенки трубы.

 

Задача №15

 

Исключена

Задача №16

 

Вертикальная стенка высотой 0,5м имеет температуру tc=120°С и покрыта слоем изоляции lиз.=0,2 Вт/(м×К) толщиной 200мм. Определить средние потери тепла с единицы поверхности стенки, если она находится в спокойном воздухе при tв = 30°С.

Указание: для расчета коэффициента теплоотдачи с поверхности изоляции в воздух необходимо иметь температуру поверхности изоляции. Зададимся 3 – 4 значениями tп.из в пределах 40 – 80°С, по зависимости найдем коэффициенты теплоотдачи и плотность теплового потока с поверхности изоляции . Построим график . Плотность теплового потока с поверхности изоляции в воздух должна быть равна плотности теплового потока теплопроводностью через изоляцию, который находится как . Построим . Точка пересечения графиков даст искомую плотность теплового потока и температуру поверхности изоляции.

 

Задача №17

 

По горизонтальной трубе с диаметрами 75/70 мм течет вода при средней температуре tв = 150°С, со скоростью 0,4 м/с. Снаружи труба изолирована асбоцементом lиз = 0,3 Вт/(м×К), толщина изоляции d=200мм. Найти потери тепла с погонного метра трубы, если она находится в спокойном воздухе tвз=20°С. Термическим сопротивлением стенки трубы пренебречь.

Указание: См. комментарий к задаче 16. Учтите, что погонная плотность теплового потока от воды к поверхности изоляции должна быть записана как , а с поверхности изоляции в воздух . Для определения коэффициента теплоотдачи следует использовать .

 

Задача №18

 

Стальной стержень l = 30 Вт/(м×К) диаметром d=20мм, длиной L=120мм имеет температуру у основания t0=120°С и расположен горизонтально в спокойном воздухе tв= 20°С. Найти средний тепловой поток, рассеянный стержнем в воздух.

Указание: Для определения теплового потока следует найти коэффициент теплоотдачи с поверхности стержня в воздух по средней температуре стержня, которая неизвестна. Используйте рекомендации к задаче 1, учтите, что для определения коэффициента теплоотдачи следует использовать . По принятому коэффициенту теплоотдачи находится характеристика стержня и средняя температура стержня . По средней температуре стержня и находится коэффициент теплоотдачи. При отличии принятого и найденного коэффициентов теплоотдачи более 10% следует провести еще одно приближение.

 

Задача №19

 

В горизонтальной трубе с диаметрами d2/d1=65/60 мм течет воздух со средней температурой 150°С, скорость воздуха W=15 м/с. Определить необходимую толщину изоляции (lиз=0,2 Вт/(м×К)), чтобы тепловые потери не превышали 100 Вт/м при температуре поверхности изоляции 50°С. Какова при этом температура наружного спокойного воздуха?

Указание: определить наружный диаметр изоляции можно из , где a1 – коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности трубы, который определяется как . Для того чтобы найти температуру наружного воздуха, следует задаться коэффициентом теплоотдачи с поверхности изоляции в воздух (4 – 8 Вт/(м2К)), определить в первом приближении температуру наружного воздуха из . По найденной температуре воздуха из рассчитать коэффициент теплоотдачи сравнить с принятым. При расхождении в коэффициентах теплоотдачи более 10% сделать еще приближения.

 

Задача Вариант №
                             
w0 1,3 1,5 1,7 2,5
t0
                             
l0 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5
                             
w0 1,3 1,5 1,7 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5
                             
I
                             
I
                             
l
                             
d
                             
W 0,1 0,2 0,3 0,1 0,2 0,3 0,1 0,2 0,3 0,1 0,2 0,3 0,1 0,2 0,3
d
tc
                             
d
                             
l 0,2 0,1 0,15 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,9
                             
t0
                             
d
                             
L
l
                             
wвод 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
w0
                             
I
                             
tc
                             
d
                             
t0
                             
W

 

 

 

 

– Конец работы –

Используемые теги: Расчетно-графическая, работа, курсу, Специальные, вопросы, тепломассообмена, Тема, Конвективный, Теплообмен0.146

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Расчетно-графическая работа по курсу «Специальные вопросы тепломассообмена»: тема «Конвективный теплообмен»

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Организационный этап выполнения курсовой работы 2.1 Примерная тематика курсовой работы . 3 Основной этап выполнения курсовой работы 3.1.1 Назначение и место ученого предмета дисциплины
стр Введение... Введение Реформирование национальной системы высшего образования связанное с введением нового перечня специальностей общегосударственного классификатора...

Краткий курс механики в качестве программы и методических указаний по изучению курса Физика Краткий курс механики: Программа и методические указания по изучению курса Физика / С
Федеральное агентство железнодорожного транспорта... Омский государственный университет путей сообщения...

Расчетно-графическая работа по специальным главам математики

Тема 1. Предмет курса Система государственного и муниципального управления Цели и задачи изучения темы
Цели и задачи изучения темы... Формирование представления о содержании курса Система государственного и... Вопросы для повторения...

ВОПРОС№1:Предмет, значение и цели курса Истории Белоруссии. Периодизация истории Белоруссии. Источники изучения курса
Проникновение христианства на земли восточных славян началось в веке Крещение Руси соответствовало интересам господствующего класса и укрепление... Поскольку точной даты принятия христианства не существует принята дата... Несмотря на принятие христианства языческие пережитки существовали очень долго и не изжиты до сих пор...

Курс Екологія Курс Екологія Курс Екологія Практична робота № 1
Факультет міжнародних економічних відносин та туристичного бізнесу... Курс Екологія Практична робота...

Расчетно-графическая работа По экологии Тема: «Расчет выбросов загрязняющих веществ и размера платы за загрязнение»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Московский государственный агроинженерный университет имени В П Горячкина...

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СОЦИАЛЬНОЙ РАБОТЫ. ОБЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЦИАЛЬНОЙ РАБОТЫ. МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДИКИ СОЦИАЛЬНОЙ РАБОТЫ
Учебник подготовлен коллективом авторов... гл канд искусствовед наук проф Т В Шеляг гл д р... наук проф П Д Павленок...

Курс лекций по специальным чугунам Область применения отливок из специальных чугунов охватывает практически все отрасли экономики – добычу и обогащение полезных ископаемых
Введение... Диапазон механических и служебных свойств современных типов и марок чугунов весьма широк Серый чугун с пластин чатым...

Задания для выполнения контрольной работы и лабораторной работы для самостоятельной работы студентов Менеджмент и маркетинг
На сайте allrefs.net читайте: "Задания для выполнения контрольной работы и лабораторной работы для самостоятельной работы студентов Менеджмент и маркетинг"

0.069
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам