Теплообменное устройство предполагается выполнить из прямых круглых труб диаметром мм
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Теплообменное устройство предполагается выполнить из прямых круглых труб диаметром мм, внутри которых должна протекать охлаждающая жидкость, имеющая среднюю температуру °С. Температура внутренней поверхности стенок труб °С. Охлаждающая жидкость должна отводить количество теплоты кВт.
Определить поверхность охлаждения, если в качестве охлаждающих жидкостей будут применены а) трансформаторное масло, б) воздух при атмосферном давлении. Средняя скорость движения масла принята равной м/с, воздуха м/с. Течение гидродинамически стабилизировано.
Как изменятся коэффициенты теплоотдачи и поверхности нагрева для масла и воздуха, если при той же средней температуре теплоносителя температура стенки будет равна °С.
Как изменятся коэффициенты теплоотдачи и поверхности нагрева и охлаждения во всех вышеперечисленных случаях, если трубки, по которым движется жидкость, выполнены в виде змеевика диаметром мм.
Рисунок 1. Схема к решению задачи
Дано:
теплоноситель - воздух
1. Трубы
2. Змеевик
мм
°С
°С
°С
кВт
м/с
мм
Найти:
, Вт/(м2·K)
, м2.
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
в прямых трубах при нагреве воздуха Вт/(м2·K), м2, а при охлаждении Вт/(м2·K), м2; в змеевике при нагреве Вт/(м2·K), м2, а при охлаждении Вт/(м2·K), м2.
При нагреве газа в змеевике теплообмен возрастает на 17%, а при охлаждении – на 15%, следовательно, в змеевиковом теплообменнике по сравнению с прямыми трубами перенос тепла осуществляется эффективней и площадь поверхности теплообмена будет меньше.
Решение
Рассмотрим решение задачи о теплоотдаче при вынужденном движении газа в трубе. Определяющим размером является внутренний диаметр трубы м. Течение гидродинамически стабилизировано, следовательно, поправка на участок гидродинамической стабилизации .
Для определения режима движения воздуха вычислим значение числа Рейнольдса. По справочным данным [3, c.263] для воздуха определим по средней температуре среды °С физические свойства Па·с, , Вт/(м·К).
Число Рейнольдса
.
Так как , то режим движения среды турбулентный.
Расчет теплоотдачи при турбулентном режиме течения газа в трубах и каналах можно производить по формуле для числа Нуссельта при постоянных физических свойствах
,
с учетом влияния изменения физических свойств на теплоотдачу введением температурного фактора
.
Тогда при нагревании и [3, c.98]
.(1)
Коэффициент теплоотдачи
Вт/(м2·К).
По условию задачи количество передаваемой теплоты Вт.
С другой стороны, количество передаваемой теплоты
, Вт,
откуда площадь поверхности теплообмена
м2.
1.2
. Если при той же средней температуре теплоносителя температура стенки будет равна °С, то воздух будет охлаждаться.
При охлаждении режим движения среды так же будет турбулентным , ,
температурный фактор
.
Тогда при охлаждении и [3, c.98]
.(2)
Коэффициент теплоотдачи
Вт/(м2·К).
Площадь поверхности теплообмена
м2.
2.1. Определим коэффициент теплообмена и площадь поверхности теплообмена, если трубки, по которым движется жидкость, выполнены в виде змеевика диаметром мм.
Рисунок 2
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
