Параметры состояния рабочего тела. Термодинамический процесс и законы термодинамики. Реальные газы. Влажный воздух. Физические свойства воды и водяного пара на линии насыщения, страница 15

Рекомендации: потери тепла находятся по зависимости (9.3), при расчете приведенной степени черноты по (9.6) учесть разные площади теплообмена нагревателя и стен, в формуле (9.3) S= S₁ .

Задача № 9.2

Определить выделение тепла излучением по задаче № 9.1, если трубы латунные, обогревается только одна стена гаража размером 3×4 м. Сравнить с задачей № 9.1.

Задача № 9.3

Стальная гладкая плита шириной b = 1 м и длиной l= 1,2 м обдувается воздухом со скоростью U = (20-1·n) м/с. Определить суммарную тепловую мощность от плиты к среде за счет конвекции и излучения при:

а) t_СТ = (60+5·n) ^оС,  t_СР =  20 ^оС;             б) t_СТ = (100+5·n)  ^оС, t_СР = 40 ^оС

в) t_СТ = (80+5·n) ^оС,  t_СР =  30 ^оС.

Рекомендации: при расчете конвективного теплообмена определяется критерий Re по зависимости (8.3), затем по зависимостям (8.10 или 8.11) находится критерий Nu, а затем по (8.6) определяется коэффициент теплопередачи  α_К и по зависимости (8.1) находится конвективная составляющая тепловой мощности. Физические свойства воздуха выбираются по табл. 8.2. Лучистая составляющая тепловой мощности находится по (9.3), степень черноты среды ε₂=0, ε_пр= ε₁. За определяющий размер принимается размер стенки вдоль хода воздуха.

Задача № 9.4

Чугунная горизонтальная труба с диаметром d₁ = (10+5·n)  мм и длиной 12 м нагревается в воздухе при свободной конвекции. Определить конвективный и лучистый коэффициенты теплоотдачи, суммарную отводимую от трубы в воздух тепловую мощность при

а) t_СТ = (60+5·n) ^оС,  t_СР =  20 ^оС;             б) t_СТ = (100+5·n)  ^оС, t_СР = 40 ^оС

в) t_СТ = (80+5·n) ^оС,  t_СР =  30 ^оС.

Рекомендации: рассчитывается критерий Gr по (8.4), выбирается из табл. 8.2 критерий Pr, рассчитывается их произведение (Gr·Pr). По зависимостям (8.7) определяется критерий Nu и по (8.6) – конвективный коэффициент теплоотдачи α_К. По зависимости (9.5) находится лучистый коэффициент теплоотдачи α_Л . По их суммарному значению по зависимости (8.1) определяется тепловая мощность. Определяющий размер – диаметр трубы.

Тема 10. Теплопередача

Теплопередачей называется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному теплоносителю через стенку, разделяющую эти теплоносители.

Тепловой поток, переданный от «горячей» жидкости (среды) с температурой  t_ж1 к «холодной» среде с температурой t_ж2 имеет вид:

q = К · (t_ж1 – t_ж2), Вт/м²                                                 (10.1)

или для тепловой мощности

W = К · (t_ж1 – t_ж2) · S,    Вт,                                            (10.2)

где для однослойной стенки коэффициент теплопередачи

                                                              (10.3)

Для многослойной стенки

                                             (10.4)

Для цилиндрической стенки

                                            (10.5)

Температура поверхности стенки со стороны «горячей» жидкости

                                                       (10.6)

Температура поверхности стенки со стороны «холодной» жидкости

                                  (10.7)

При небольшом изменении температур жидкостей в процессе теплопередачи разность их температур (температурный напор) определяется через их средние значения

                                                  (10.8)

При большом изменении температур жидкостей в процессе теплопередачи определяется средний логарифмический температурный напор

,                                             (10.9)

где Δt_Б, Δt_М  - большая и меньшая разность температур между жидкостями, ⁰С (К).