Во внутреннюю трубу теплообменного аппарата
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Во внутреннюю трубу теплообменного аппарата, имеющую диаметр (D) 4, поступает воздух из ресивера 1 через распределитель воздуха 3 по трубопроводу 2 с диаметром (d).
Манометрическое давление в ресивере и внутренней трубе теплообменника постоянно и соответственно равно Рм0 и Рм1. Температура воздуха на всем пути от ресивера до теплообменника постоянна и равна Т0 = 20 С.
Рассчитать и построить график для скорости установившегося движения газа Wг, поступающего во внутреннюю трубу теплообменника, в зависимости от абсолютного давления в этой трубе, когда противодавление Рм1 изменяется от Рм1 = Р0м1 до Рм1 = 3Р0м1.
Рис. 1
Дано: Рм0 = 0,45 МПа; D = 0,044 м; Р0м1 = 0,045 МПа; l = 6,4 м; d = 10 мм; р = 15; = 0,02 мм.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
1) В первом цикле решения задачи определяем скорость установившегося движения газа Wг при Рм1 = Р0м1.
Площадь сечения трубы 4:
Абсолютные давления в ресивере и внутренней трубе теплообменника:
где Ратм = 105 Па – среднее значение атмосферного давления.
Относительное давление:
Определим коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода по формуле:
где 1 – коэффициент местного сопротивления в выходном отверстии ресивера при переходе из трубы большого диаметра в трубу меньшего диаметра, принимаем 1 = 0,5;
2 – коэффициент местного сопротивления во входном отверстии внутренней трубы теплообменника при переходе из трубы меньшего диаметра в трубу большего диаметра, принимаем 2 = 1;
- коэффициент аэродинамического трения подводящего трубопровода.
Для определения предварительно принимаем, что в подводящем трубопроводе поток движется в зоне квадратичного сопротивления
. Тогда коэффициент трения определяем по формуле:
Вычисляем с:
По графику функциональной зависимости между с и ук (рис.3 методических указаний), определяем критическое значение относительного давления:
ук = 0,165.
Так как у = 0,264 > ук = 0,165, то область течения воздуха в подводящем трубопроводе дозвуковая, и для определения расхода используем значение действительного относительного давления у.
По графику (рис. 4 методических указаний) по известным значениям у и с определим коэффициент расхода:
µс = 0,275.
Для определения плотности воздуха воспользуемся уравнением Клайперона:
где R = 287 Дж/(кгК) – газовая постоянная воздуха;
Т0 = 20 + 273 = 293 К – абсолютная температура воздуха.
Показатель адиабаты воздуха (как двухатомного газа) – k = 1,4.
Определяем расход воздуха по формуле Сен-Венана и Вентцеля:
Уточним область аэродинамического сопротивления трубопровода.
Число Рейнольдса:
где - коэффициент кинематической вязкости воздуха при среднем давлении в трубопроводе;
- плотность при среднем давлении воздуха.
Коэффициент кинематической вязкости воздуха при атмосферном давлении и температуре Т = 293 К:
= 15,0610-6 м2/с.
Среднее давление:
Коэффициент кинематической вязкости воздуха при среднем давлении:
Плотность при среднем давлении:
Критическое значение числа Рейнольдса:
Так как то коэффициент трения требует уточнения по формуле:
Уточняем с:
Расхождение:
- менее 5%, следовательно расчет не требует уточнения.
Плотность воздуха для определения скорости Wг:
Скорость установившегося движения воздуха:
2) Во втором цикле решения задачи определяем скорость установившегося движения газа Wг при Рм1 = 2Р0м1
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
