87495

Расчет стационарных и нестационарных процессов теплопроводности

Контрольная

Энергетика

Найти также температуру поверхности стальной стенки со стороны газов в обоих случаях. Построить графики распределения температур по толщине стенки и слоя накипи, указав температуры газов и воды; дать сравнительный анализ этих графиков...

Русский

2015-04-21

185.73 KB

10 чел.

Белорусский национальный технический университет

Факультет технологий управления и гуманитаризации

Кафедра ЮНЕСКО “Энергосбережение и возобновляемые источники энергии”

Расчетно–графическая работа по дисциплине "Теплопередача"

"Расчет стационарных и нестационарных процессов теплопроводности"

Вариант 32

Выполнил

студент гр. 108021-11

Юруц И.А.

Проверил:

Пальченок Г. И.  

Минск 2013

Задача №1

Считая режим теплопроводности стенки стационарным определить:

а) плотность теплового потока q (для плоской стенки) или линейную плотность ql (для цилиндрической стенки);

б) тепловой поток через стенку Q;

в) количество теплоты Qτ, прошедшей через стенку за сутки

при следующих данных:

Характеристики стенки

Форма

Цилиндрическая

Длина

l

10

м

Диаметр

наружный

d2

0,1

м

внутренний

d1

0,05

м

Коэффициент теплопроводности

λ

0,2

Вт/(м·К)

Температура поверхности

с одной стороны

tc1

180

°С

с другой стороны

tc2

100

°С

Время

τ

86400

с

Найдем плотность теплового потока ql  для цилиндрической стенки

Тепловой поток через стенку определяется по следующей формуле

Количество теплоты Qτ, прошедшей через стенку за сутки

График распределения температур по толщине стенки

Задача №2

Плоская стальная стенка толщиной δст омывается с одной стороны горячими газами с температурой t1 , а с другой - водой с температурой t2.

Определить коэффициент теплопередачи от газов к воде k и плотность теплового потока через стенку q для случаев:

а) чистой стенки;

б) стенки, покрытой со стороны воды слоем накипи толщиной δн .

Найти также температуру поверхности стальной стенки со стороны газов в обоих случаях. Построить графики распределения температур по толщине стенки и слоя накипи, указав температуры газов и воды; дать сравнительный анализ этих графиков (объяснить повышение температуры стальной стенки после образования слоя накипи, и различие в наклонах распределений температур в стельной стенке и слое накипи) при следующих данных:

Толщина стенки

δс

0,02

м

Толщина слоя накипи

δн

0,0018

м

Коэффициент теплопроводности

стали

λс

40

Вт/(м·К)

накипи

λн

1

Вт/(м·К)

Коэффициент теплоотдачи

от газов к стенке

αг

50

Вт/(м2·К)

от стенки к воде

αж

3500

Вт/(м2·К)

Температура газа

tг

960

°С

Температура воды

tж

170

°С

Определим коэффициент k1 (без накипи) и k2 (с накипью):

Далее найдем плотность теплового потока q1 (без накипи) и q2 (с накипью):


Температура на поверхности стальной стенки в обоих случаях:

Построим графики распределения температур по толщине стенки и слоя накипи

Задача №3

Считая процесс теплоотдачи изолированной стальной трубы к окружающему воздуху стационарным, определить:

а) температуру наружной поверхности изоляции;

б) суточную потерю теплоты на участке трубы длиной 200 м.

Изобразить схематически график распределения температуры по толщине изоляции и вне ее (в пограничном слое) при следующих условиях:

Наружный диаметр стальной трубы

dн

0,04

м

Толщина изоляции, покрывающего стальную трубу

δи

0,052

м

Коэффициент теплопроводности изоляции

λи

0,08

Вт/(м·К)

Температура поверхноститрубы под изоляцией

tп

165

°С

Температура окружающего воздуха

tв

15

°С

Коэффициент теплоотдачи окружающему воздуху

αв

16

Вт/(м2·К)

Длина трубы

l

200

м

Время

τ

86400

с

Наружный диаметр изоляции d вычисляется по формуле

Из формулы плотности теплового потока выражаем tни

Найдем плотность теплового потока ql  для цилиндрической стенки

Тепловой поток через стенку

Суточная потеря теплоты Qτ на участке длиной 200м составляет

Задача №4

Определить температуру в середине и на поверхности безграничной пластины толщиной  2δ, а также в середине и в центре торцовой и боковой поверхностей цилиндра высотой 2δ и диаметром 2δ через время τ после их погружения в горячую среду (масло или газ). Решить задачу двумя методами: аналитически и с помощью диаграмм ΘХ = F(X, Bi, Fo) при следующих условиях:

Полутолщина пластины

δ

0,003

м

Материал пластины

Пластик

Коэффициент теплопроводности пластины

λ

1

Вт/(м·К)

Удельная теплоемкость

cp

910

Дж(кг·К)

Плотность

ρ

1100

кг/м3

Среда, в которую помещается пластина

Газ

Коэффициент теплоотдачи от среды к пластине

α

33

Вт/(м2·К)

Температура среды ( постоянна)

tс

110

°С

Начальная температура пластины

t0

10

°С

Время после погружения пластины

τ

9

С

Для того, чтобы найти критерий Фурье Fo нужно найти  рассчитать коэффициент температуропроводности а

Далее найдем число Био Bi

Найдем безразмерную температуру на поверхности X=1 безграничной пластины

По диаграмме 0,86.

Найдем абсолютную температуру

Найдем безразмерную температуру безграничной пластины

в середине X=0

По диаграмме 0,9.

Найдем абсолютную температуру

Рассчитаем безразмерные температуры на оси и боковой поверхности бесконечного цилиндра

По диаграмме =0,8.

Найдем безразмерные температуры на боковой и торцевой поверхностях конечного цилиндра по следующей форме

Безразмерные температурына боковой поверхности X=0

Θ=ΘR=0≈ΘR=1;    ΘX=0=0,906*0,82=0,743

ΘдиагрR=0≈ΘR=1;  Θдиагр X=0=0,9*0,82=0,738

Абсолютные температуры на боковой поверхности X=0

Безразмерные температуры на торцевой поверхности X=1

Θ=ΘR=0≈ΘR=1;    ΘX=1=0,861*0,82=0,707

ΘдиагрR=0≈ΘR=1;  Θдиагр X=1=0,85*0,82=0,697

Абсолютные температуры на боковой поверхности X=0


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79461. Сценарный ход и монтаж в досуговых мероприятиях 27.99 KB
  Через трансформацию деталей Связать материал в сценарии помогает монтаж сборка соединение. Монтаж как метод родился в кинематографе: соединяясь между собой кадры рождают как бы некоторую новую мысль. Монтаж существует во всех видах искусства в живописи авангардисты кубисты в музыке Вагнер в литературе Достоевский Толстой и т.
79462. Сущность прикладной культурологии как области научного знания и социальной практики 27.93 KB
  Предмет процессы социализации инкультурации и самореализации личности в институциональных и неинституциональных сферах художественной духовнонравственной социальнопсихологической политической правовой экологической физической культуры. Целевая установка прикладной культурологии вовлечение человека в мир культуры. Важнейшая функция прикладной культурологии проявляется: в научнометодическом обеспечении культурнопросветительной и культурнотворческой деятельности учебных заведений трудовых коллективов воинских частей...
79463. Технология формирования имиджа учреждений социально-культурной сферы 28.15 KB
  В последнее время учреждения культуры все чаще обращаются к переосмыслению своей деятельности что связано с изменением их роли в обществе. Следовательно они важны сегодня и для учреждения культуры как его руководства так и каждого сотрудника. Репутация это уже созданное общее мнение о достоинствах и недостатках учреждения. Кроме того существует внутренний имидж учреждения то есть представление о нем персонала.
79464. Методологические характеристики исследований СКД 28.54 KB
  Методы исследования делятся на 2 большие группы: теоретические и эмпирические. Теоретические методы исследования всегда существуют в паре. Абстрагирование мысленное вычленение и обращение в самостоятельный объект исследования отдельных сторон свойств или состояний объекта. Наблюдение это наиболее информативный метод исследования.
79465. Фандрейзинг в социально-культурной сфере: источники и организационное обеспечение 28.45 KB
  Источники финансирования некоммерческих организаций социальнокультурной сферы: Привлеченные Государственные Собственные; Благотворительные средства; Прямое финансирование: Доходы от основной; Спонсорские средства содержание госсети учреждений деятельности; Гранты программы федеральные Доходы от; Членские взносы региональные отраслевые предпринимательской; Резервные взносы межотраслевые деятельности; Заемные средства кредиты Финансирование потребителя; Косвенное финансирование. НКО некоммерческие организации отличаются высокой...
79466. Основные этапы и противоречия развития самодеятельной общности; социально-психологические типы самодеятельных обществ 26.51 KB
  В процессе своего развития возникают связи и группа становится группойассоциацией. Группа прекратила свое существование. Формирование внутригрупповых норм: без норм не может жить ни одна группа. Чем больше существует группа тем больше норм чем больше норм тем больше внутригрупповое давление на личность.
79467. Социально-культурные функции рекламы 28.34 KB
  Реклама – это особый вид создания и распространения информации, имеющий четкого заказчика, передаваемый опосредованно имеющий целью – повышение спроса и повышение интереса к товарам и услугам.
79468. Методы организации СКД 27.68 KB
  Методы социальнокультурной деятельности система информационного и идейноэмоционального воздействия; совокупность способов совместных действий организаторов и участников социальнокультурной деятельности направленных на решение конкретных просветительных воспитательных и иных культуросозидающих задач. Методы СКД: Методы формирования культурных знаний которые в свою очередь подразумеваются на методы: информирования сообщения внушения заражения убеждения. Методы стимулирования в этой группе рассматриваются соревнования метод...
79469. Деятельность некоммерческих организаций в становлении и развитии гражданского общества 26.77 KB
  Роль ОО в становлении гражданского общества. Общественные объединения являются субъектами социально-культурной деятельности в условиях становления гражданского общества их влияние на социально-культурную политику и взаимодействие с государственными органами по решению социальных проблем имеет существенное значение. Основной ролью общественных организаций в условиях демократии является активное участие в формировании гражданского общества с привлечением творческого потенциала населения.