Вариант 8 КУРСОВАЯ + ЛАБЫ / Лаба 2 / Лабораторная работа №2 ВАРИАНТ 8

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

(РУТ (МИИТ))

ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра «Инженерная защита окружающей среды»

Направление (специальность) УЗС-311«Инженерная экология»

Лабораторная работа

Исследование эффективности оребрения в зависимости от геометрических и теплофизических факторов

Выполнил:

Подуфалов М.М.

Проверил:

Тимошенкова Е.В.

МОСКВА-2017

В трубе прямоугольного сечения движется вода с температурой t_ж1, коэффициент теплоотдачи от воды к стенке α₁. Со стороны воздуха применено оребрение, температура окружающего воздуха t_ж2, коэффициент теплоотдачи с поверхности оребреной стенки α₂

t₀ – температура основания ребра (температура на промежутке стены, где находится точка основания ребра)

t_к – температура на конце ребра

Необходимо:

1. Исследовать эффективность работы одного прямого ребра постоянного сечения в зависимости от высоты ребра.

2. Исследовать эффективность работы одного прямого ребра постоянного сечения в зависимости от материала, из которого оно изготовлено.

1. Определяем температуру в основании ребра t₀

Допущение: при определении t₀ допустим, что на промежутке стены, где находится точка основания ребра плоская стенка (часть, которая без оребрения) определяем q по формуле переноса теплоты от одной окружающей среды с температурой t_ж1 к другой с температурой t_ж2 для плоской стенки:

Титан:

Чугун:

λ– коэффициент теплопроводности материала стенки, Вт/мК

δ – половина толщины ребра, или 2δ – толщина ребра, м.

Титан:

Чугун:

Титан:

Чугун:

2. Определяем комплексный параметр N

Для ребра со стороны воздуха коэффициент теплоотдачи с поверхности оребренной стенки α_2, δ – половина толщины ребра

Комплексный параметр N:

Титан:

Чугун:

3. Определяем температуру на конце ребра t_к

Отсюда находим tк, ,0С

Титан:

Чугун:

Таблица №1 (Титан)

x, мм	5	10	15	20	26	h высота ребра, мм
tк,, 0С	24,294	23,036	22,479	22,147	21,883

Таблица №2 (Чугун)

x, мм	5	10	15	20	26	h высота ребра, мм
tк,, 0С	41,924	35,503	32,658	30,962	29,614

Построить зависимость t_к=f(x),

График №1 (Титан)

График №2 (Чугун)

2) Исследовать эффективность работы одного прямого ребра постоянного сечения в зависимости от материала, из которого оно изготовлено, при этом коэффициент теплоотдачи с поверхности ребра α₂=15 Вт/м²К при температуре окружающего воздуха t_ж2 = 20⁰С; коэффициент теплоотдачи от жидкости к стенке α₁=260 Вт/м²К при температуре горячей воды t_ж1= 66⁰С.

4. Определяем эффективность работы ребра

Титан:

Чугун:

где - средняя температура по высоте ребра, ^оС

Титан:

Чугун:

Вывод: при проведении исследования эффективности оребрения в зависимости от геометрических и теплофизических факторов, мы пришли к выводу, что:

1. Эффективность работы ребра постоянного сечения при высоте ребра равной 5мм выше при использовании чугуна, т.к. , а у титана

2. Эффективность работы прямого ребра постоянного сечения в зависимости от материала, из которого оно изготовлено, выше у чугуна (0,646), чем у титана (0,607)

Таблица №1

№ варианта	Задание
8	1а; 1б

Исследование эффективности работы одного прямого ребра постоянного сечения в зависимости от материала из которого оно изготовлено и от высоты цилиндра

Таблица №2

вариант	Материал стенки	Коэффициент теплопроводности λ, Вт/мК	Теплоноситель	Высота цилиндра, мм	tст, оС	tж, оС	вариант	Размеры ребра
А	Титан		Сухой воздух	от 1000 до 3000	15	40	1	длина 20 мм высота 26 мм толщина 2 мм
Б	Чугун		Вода	от 1000 до 3000	20	95
В	Медь		Водяной пар	от 1000 до 3000	25	120	2	длина 40 мм высота 10 мм толщина 4 мм
Г	Алюминий		Дымовые газы	от 1000 до 3000	35	450
Д	Углеродная сталь		Трансформаторное масло	от 1000 до 3000	10	50	3	длина 60 мм высота 20 мм толщина 6 мм