№ 2 мысал. Құбыр диаметрі d=50 мм және ұзындығы ℓ=5 м кeзiндe, түтінді газ көлденең ағынмен аңуындаңы, жылдамдыңы V=5 м/с. Егер, құбырдың орташа температурасы tқ =300°С, ал газ температурасы tc = 800°С болғандағы кұбыр бетіндегі газдан жылу ағынын анықтау керек.
Шешімі: Tабамыз
λc=9.13*10-2 Вт/м2 °С; νc=131.8*10-6 м2/c; Prc=0.60.
Рейнольдс санын анықтаймыз:
Re= vd/ν =1896.
Nu санын анықтау керек: Nu=0.25Re0.60*Prc0.38= (Prc/ Prk)0.25
Газдар үшін: Pr =const және (Prc/ Prk) ≈ 1.
Орнына қойып есептейміз: Nu = 15,18,
α = Nu λс/d =28.8 Вт/м2 °С,
Ф = α (tc-tк)S = α (tc-tк)πdl= 11.3 кВт.
№ 3 мысал. Горизонталды бу жургізгіштің диаметрі d=0,2 м, кезіндегі 1 сағаттағы конвекциямен, жылудың жоғалуын анықтау керек, егер бу жүргізгіштің бетінің температурасы tқ=50°С, ал қоршаған ауаның температурасы tж = 10°С. бу жургізгіштің ұзындығы 5 м.
Шешімі : Қоршаған ауаның конвективті жылу беру салдарынан, бу жүргізгіштегі жылудың, жоғалуын мына формуламен анықтаймыз:
Q = λ(tқ-tж) S Т= λ(tқ-tж) πdlT.
Жылу беру коэффициентін, мына формуламен табамыз:
Nu nс=С{ Сг-Рг)nnс.
Анықталатын температура:
t nс = 0,5 (tқ + tж) = 0,5 (50 + 10) = 30°С.
Nu nс және Grn.с, Рrn.с физикалық көрсеткіш сандарын тауып алып,
λnc=2.67*102 Вт/м2 оС, νnc=16*10-6м2/c, Prnc=0.701.
көлемдік кеңею коэффициентін βnc=1/Tnc=3.3*10-31/K, табамыз Grn.с санды мәнін:
Grn.с= βncgd3/ν2nc(tc-tж)=4,05*107
Мына көбейтінділер бойынша (Gr·Рr)п.с=4,05·107·0,701=2,84·107 арқылы коэффициенттерді С= 0,135, n = 1/3 табамыз. Онда Nuп.с санды мәні тең болады:
Nuп.с = 0,135 (2,84· 107)1/3 = 47,2.
Жылу беру коэффициенті: ά = Nuп.с λnc/d=6.3 Вт/м2 °С.
Құбырдың жылу жоғалтуын: Q = 2.85МДж.
№ 4 мысал. Болаттан жасалған бу жүргізгіштің диаметрі d1/d2=100/100 мм және ұзындығы ℓ=10 м, оны 2=50 мм магнезин қалыңдығымен қабаттап қаптаған. Егер, оның ішкі қабырғасының температурасы tc1=250°С, ал сыртқы қапталған (изоляция) қабатының температурасы tc2 = 50°С.
Шешімі: Қос қабатты қабырғаның, жылу ағынының сызықтық тығыздығын, формуламен аныктаймыз. Болатгың (темірдің) жылу өткізгіштк коэффициентін =65 Вт/м2 °С. 10 сағаттағы жылуы:
Q = qll T = 546 МДж.
№ 5 мысал. Терезе қорабының, әйнек арасындағы жылу ағынының тығыздығын анықтау керек, егер, олардың ара қашықтығы =100мм, әйнек бетіндегі температурасы
tc1=+15°С, tc2= —6°С.
Шешімі: Мұндағы қабат аралық табиғи конвекция кезіндегі, белгілі жағдайдағы жылу беруі. Жылу ағынының тығыздығын, теңдеу бойынша аныктайды:
q= Вт/м2
Жылу жүргізгіштің эквивалентті коэффициентін, теңдеу бойынша анықтаймыз:
λэк = λ εк,Вт/м °С.
Конвекциялық коэффициентті тендеумен табамыз:
εк = с (Gr Pr)nж
Анықтаушы температура сұйық қабатының орташа температурасын, өзіне тән өлшемі ретінде, қабат қалыңдығын қабылдап табамыз:
tж= 0,5(tқ1 + tқ2) = 0,5(15+(-5))=5оС.
Ауданың физикалық көрсеткштерін қабылдап:
λж=2,75*10-2 Вт/м2 оС
νж=13,75*10-6м2/с
Prж=0,7067
Көбейтінділерді есептейміз:
(Gr Pr)ж= βжgδ3/ (tқ1 - tқ2) Prж=2.65*106.
Конвекция коэффициенті: εк= 40,4.
Эквивалентті жылу өткізгіштік коэффициентін:
λэк=0,99 Вт/м2 оС
Жылу ағынының тығыздығы:
q =198 Вт/м2
№ 6 мысал. Жабық штукатураланған, бөлмедегі диаметрі d=300 мм және ұзындығы 5 м болат бу жүргізгіштен бөлініп шығатын, жылу ағынының сәулеленуін анықтау керек. Бу жүргізгіштің, сыртқы бетбетінің температурасы t1 =2000С, бөлме қабырғасының температурасы t2 =20°С, бөлме қабырғаларының ауданы S2=100м2.
Шешімі:Жылу ағынын, мына формуламен анықтаймыз:
Ф1,2= Соεкел[﴾Т1/100﴿4- ﴾Т2/100﴿4] Н, Вт.
﴿Келтірілген қаралық (черноты) дәрежесін:
εкел = 1/1+ (1/ ε1-1)φ1,2+(1/ ε2-1)φ2,1
Қосымша Н, φ1,2 және φ2,1 мәндерн табамыз:
φ2,1 =1; φ1,2=S1/ S2
Н= S1
Бу жүргізгіштің және тукатурканың қаралық (черноты) дәрежесі:
εкел=0.80, εкел=0.91.
Бу жүргізгіштің ауданы: S1=πdl=3.14*0.3*5=4.71 м2
Қаралық келтірілген дәрежесін:
εкел = 0.77.
Ф1,2=8800 Вт.
3. Әдебиеттер
Негізгі
-
Кабашев Р.А., Кадырбаев А.К., Кекильбаев А.М. Жылу техникасы – Алматы, Бастау, 2008 -425 б.
-
Ицкович А.М., Основы теплотехники, Мсква, высшая школа, 1970, 300с.
Қосымша
1. Архаров А.М., Исаев С.И., Кожинов И.А. и др. Теплотехника.Учебник для ВУЗов./ Под ред. Крутова В.И. – М.: Машиностроение 1996.
2. Баскаков А.П.,Берг Б.В., Витт О.К. и др. Теплотехника: Учебник для ВУЗов./Под ред.А.П.Баскакова. – М.: Энергоатомоиздат,1991.
Достарыңызбен бөлісу: |