К задаче 2.1

Температура на холодной поверхности стенки определяется по формуле

 

Т = -40+n

n – порядковый номер студента в списке группы

 

Теплопроводность принять в соответствии с заданным материалом стенки

(к задаче. 2.1)

№ вари- анта		№ вари- анта
Материал стенки	Материал стенки
	Бетон		Бетон
	Кирпич изоляционный		Кирпич изоляционный
	Сосна		Сосна
	Кирпич строительный		Кирпич строительный
	Кирпич изоляционный		Кирпич изоляционный
	Сосна		Опилки древесные
	Бетон		Бетон
	Кирпич изоляционный		Кирпич изоляционный
	Сосна		Сосна
	Кирпич строительный		Кирпич строительный
	Кирпич изоляционный		Кирпич изоляционный

К задаче 1.6

Температура внешней поверхности изоляции t = 50-2*n С

 

Конвекция Примеры решения задач.

.

Пример 3-1. Определить среднее значение коэффициента теплоотдачи и количество передаваемой теплоты при течении воды вгоризонтальной трубке внутренним диаметром d = 3 мм и длиной ℓ = 0,5 м, если скорость воды

w = 0,3 м/с, средняя по длине трубы температура воды _ж = 60 ⁰С и средняя температура стенки = 20°С.

При =60 °C имеем: теплопроводность воды λ_ж = 0,659 Вт/(м°C); кинематическая вязкость v _ж = 0.478 ^. 10^-6 м²/с; число Прантля Рr_ж = 2,98; при _c = 20°C число Прантля Рг_с = 7,02.

 

Расчет проводим в следующей последовательности:

Критериальное уравнение

_dж = 1,4 (Re_dж d/ℓ)^0.4 Рr_ж^0.33 (Рr_ж / Рг_с )^0.25

^{Примечание :подстрочные индексы означают, что входящие в критерий физические свойства берутся при температуре жидкости «ж» или стенки»с», а характерный размер – диаметр «d»}

Входящие в него сомножители

 

Рr_ж^0.33 = 1,42 (Рr_ж / Рг_с )^0.25 = (2,98/7,02)^0,25 = 0,81

Откуда:

_dж = 1,4^. 2,64^.1,42^.0,81=4,24

Коэффициент теплоотдачи

 

= _dж (λ_ж/d) = 4,24 ^. (0,659 / 3^.10^-3 ) ⁼ 928 Вт/(м^{. 0}С)

Количество передаваемой теплоты

Q=πdℓ ∆t= 3,14^.3^.10^-3.0,5^.928^.40= 175 Вт.

Пример 3-2.

По трубе диаметром d = 60 мм и длиной ℓ = 2,1 м протекает воздух со скоростью w = 5 м/с. Определить значение среднего коэффициента тепло­отдачи, если средняя температура воздуха _ж = 100°С.

При _ж= 100°С теплопроводность воздуха и его вязкость имеют следующие значения: λ_ж = 0,0321 Вт/(м ⁰С), v_ж = 23,13 ^. 10^{-6 м 2}/с

Число Рейнольдса

Re_dж = ωd/v= 5^.0,06 / 23,13^.10^-6 = 12970

 

Re_dж ^0.8 = 1955

Подставляя эти значения в критериальное уравнение, получаем:

 

_dж = 0,018^. 1955=35,2

откуда

= _dж (λ_ж /d) = 35,2 ^. (0,0321/0,06)=18,8 Вт/(м^{. 0}С)

 

Так как ℓ/d = 2,1/0,06 = 35 < 50, то для короткой трубы необходимо ввести поправку на теплообмен во входном участке έ_ℓ; из таблицы έ_ℓ=1,04

Тогда окончательно получим

= έ_ℓ = 18,8 ^. 1,04 = 19,5 Вт/(м ^{2. 0}С)