Курсовик по Тепломассообмену
.docxЗадача №2
Определить толщину слоя изоляции паропровода наружным диаметром , если при температуре поверхности паропровода наружная поверхность изоляции имеет температуру . Коэффициент теплопроводности изоляции Температура окружающего воздуха Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к окружающей среде
Данно: Решение:
. . .
По закону Фурье для цилиндрической стенки:
По закону Ньютона – Рихмана:
Приравниваем (1) и (2)
Решаем данное уравнение графически и находим :
Тогда
Ответ:
Задача №12.
Плоская стальная стенка толщиной омывается с одной стороны дымовыми газами с температурой , а с другой стороны – водой с температурой Коэффициенты теплоотдачи со стороны газов и со стороны воды соответственно и . Коэффициент теплопроводности материала стенки . Определить плотность теплового потока через стенку и температуру ее поверхностей со стороны газов и воды для случая чистой стенки, а также для случая, когда она покрыта слоем накипи (коэффициент теплопроводности , толщина ). Для обоих случаев показать графически распределение температуры по толщине стенки.
Дано: Решение:
1) Стенка без накипи:
линия распределения
температур
Плотность теплового потока:
2) Стенка покрыта слоем накипи:
линия распределения
температур
Плотность теплового потока:
;
Ответ: ;
Задача №16.
Определить применительно к задаче №15 время, в течение которого разность температур на поверхности и на оси болванки достигнет .
Стальная цилиндрическая болванка диаметром d=100 мм, имеющая начальную температуру , нагревается в печи с постоянной температурой Коэффициент теплоотдачи к поверхности болванки , физические параметры , , считать постоянными.
Дано: Решение:
1. Из определения безразмерных температур
Отсюда:
, отсюда
2. По формулам для безразмерных температур
получаем:
Отсюда находим число Фурье:
Найдем число Био:
где
4. По таблицам находим:
5. Находим число Фурье:
6. Найдем время нагрева:
Ответ:
Задача №20.
По трубе внутренним диаметром d = 50 мм течет вода со средней скоростью w = 0,4 м/с. Средняя температура воды , температура стенки трубы постоянна. Определить среднее значение коэффициента теплоотдачи и количество передаваемого в единицу времени тепла (тепловой поток), если относительная длина трубы l/d = 10.
Дано: Решение:
. .
Определим режим течения, для этого найдем число Рейнольдса:
где – коэффициент кинематической вязкости, для воды при – по таблице 3;
Используем критическое уравнение для турбулентного течения:
по справочнику.
Определим коэффициент конвективной теплоотдачи:
где по справочнику;
Определим количество тепла:
где
где
Ответ:
Задача №30.
Определить температуру поверхности воды , прогреваемой потоком сухого воздуха с температурой , если коэффициент теплоотдачи от воздуха к воде . На основании аналогии тепло- и массообмена найти количество воды, которое испаряется за час с поверхности, приняв коэффициент диффузии водяного пара в воздух , теплоту парообразования , коэффициент теплопроводности воздуха .
Дано: Решение:
1. Найдем число Грасгофа:
2. Найдем диффузионное число Нуссельта:
3. Найдем коэффициент массоотдачи:
4. Найдем плотность потока вещества:
5. Найдем количество испарившейся за час воды:
6. Найдем температуру поверхности воды:
Ответ:
Задача №32.
Для измерения температуры движущегося с относительно небольшой скоростью горячего воздуха в канале установлена термопара, показание которой Какова действительная температура воздуха, если коэффициент теплоотдачи от потока воздуха к спаю , степень черноты спая а температура стенок канала ?
Дано: Решение:
Составим уравнение теплового баланса:
; отсюда:
Ответ:
Задача №42.
Определить температуру масла на выходе из масляного холодильника тепловоза на основании следующих данных: площадь поверхности охлаждения масляных радиаторов температура масла на входе в холодильник расход масла температура охлаждающего воздуха на входе в холодильник расход воздуха теплоемкость масла теплоемкость воздуха расчетный коэффициент теплопередачи Примечание. Температурный напор можно определить по средней арифметической разности температур масла и воздуха.
Дано: Решение:
так как мы не знаем температуру на выходе
зададимся температурой
По уравнению теплового баланса найдем
количество теплоты:
(1)
Найдем средний температурный напор через
уравнение теплопередачи:
Откуда выразим
Найдем температуру масла на выходе:
Уточним найденное значение через уравнение теплового баланса:
Сравним значения найденные по (1) и (2):
Зададимся температурой
Сравним результаты (3) и (4):
Так как - что является допустимым, то .
Ответ: .
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
федеральное образовательное учреждения высшего
профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Смоленский филиал МИИТ
Курсовой проект по дисциплине
«Тепломассообмен»
Задачи № 2, 12, 16, 20, 30, 32, 42
Рецензент: Выполнил:
Кабанова И.А. Иванов Г.В.
Группа: СМТт-391
Шифр: 1120-п/ЭНб-2392
Смоленск. 2014г.