Теоретические основы теплотехники. Тепломассообмен. Бухмиров В.В - 29 стр.

UptoLike

Рубрика: 

-29-
()
()
35,0
ж
7,0
пжжп
н
5,0
ж
пж
ж
4
Pr
gr
pqg
100,7
ρρρ
σ
ρρ
λ=α
а
,
где значение в первых скобках выражается в м
–2
, во вторых скобкахбезраз-
мерно, g = 9,81 м/с
2
; ρплотность кипящей жидкости и сухого насыщенного
пара, кг/м
3
; λкоэффициент теплопроводности кипящей жидкости, Вт/(мК); σ
ее поверхностное натяжение, Н/м;
аее коэффициент температуропроводно-
сти, м
2
/с; р
н
ее давление насыщения, Па; r – удельная теплота парообразова-
ния, Дж/кг; q – плотность теплового потока, Вт/м
2
; Pr – число Прандтля жидко-
сти. Контроль за единицами величин, подставляемых в формулу, должен быть
особенно тщательным.
Более простая и точная (± 35 %) формула расчета теплоотдачи при пу-
зырьковом кипении, но применяемая только для воды, рекомендована Михее-
вым. С учетом последующего уточнения (см.: Рассохин Н.Г., Шведов Р.С.,
Кузьмин А.В. Расчет
теплоотдачи при кипении. Теплоэнергетика, 1970, 9, с.
58–59) она имеет вид:
При 0,1 МПа р 3 МПа α = 6,0
р
1/5
q
2/3
;
при 3 МПа р 20 МПа α = 3,33 р
3/4
q
2/3
,
где αВт/(м
2
К), рМПа, q – Вт/м
2
.
Наиболее вероятный источник ошибок при вычислении αнедостаточ-
ный контроль за единицами величин, подставляемых в формулы. После вычис-
ления по указанным формулам коэффициента теплоотдачи α определяют по
формуле НьютонаРихмана температурный напор
Δt при кипении. Зная давле-
ние кипящей воды, определяют по таблицам термодинамических свойств насы-
щенного водяного пара и воды (или по табл. 5 приложения [1]) температуру на-
сыщения
t
н
, а по t
н
и Δt находят температуру поверхности нагрева. График зави-
симости q и Δt схематично приведен на рис. 13.6 и 13.7 учебника [1]. Правиль-
ность решения задачи можно проконтролировать, сопоставив результат с диапа-
зоном значений коэффициента теплоотдачи при пузырьковом (пузырчатом) ки-
пении воды. Нижняя граница этого диапазона α 20 кВт/(м
2
К), верхняя пред-
ставлена в зависимости от давления на рис. 13.26 [1].
ЗАДАЧА 2-3
В муфельную печь, имеющую форму параллелепипеда, помещена заготов-
ка. Определить результирующий тепловой поток излучением, поступающий от
обмуровки печи на заготовку.
Исходные данные принять по табл. 2.4 в соответствии с вариантом Вашего
задания (см. табл. В.1, раздел "Общие методические указания").
                                  0,5                  0, 7
               −4     ⎡ g (ρ ж − ρ п )⎤ ⎡      q pн          ⎤   − 0,35
     α = 7,0 ⋅ 10 λ ж ⎢               ⎥ ⎢                    ⎥ Prж      ,
                      ⎣      σ ж          rρ
                                      ⎦ ⎣ п жа g (ρ ж − ρ  )
                                                          п ⎦
                                                   –2
где значение в первых скобках выражается в м , во вторых скобках — безраз-
мерно, g = 9,81 м/с2; ρ – плотность кипящей жидкости и сухого насыщенного
пара, кг/м3; λ – коэффициент теплопроводности кипящей жидкости, Вт/(м⋅К); σ
– ее поверхностное натяжение, Н/м; а – ее коэффициент температуропроводно-
сти, м2/с; рн – ее давление насыщения, Па; r – удельная теплота парообразова-
ния, Дж/кг; q – плотность теплового потока, Вт/м2; Pr – число Прандтля жидко-
сти. Контроль за единицами величин, подставляемых в формулу, должен быть
особенно тщательным.

     Более простая и точная (± 35 %) формула расчета теплоотдачи при пу-
зырьковом кипении, но применяемая только для воды, рекомендована Михее-
вым. С учетом последующего уточнения (см.: Рассохин Н.Г., Шведов Р.С.,
Кузьмин А.В. Расчет теплоотдачи при кипении. Теплоэнергетика, 1970, № 9, с.
58–59) она имеет вид:
                                                   1/5 2/3
     При 0,1 МПа ≤ р ≤ 3 МПа              α = 6,0 р q ;
                                                    3/4 2/3
     при 3 МПа ≤ р ≤ 20 МПа               α = 3,33 р q ,
где α – Вт/(м2⋅К), р – МПа, q – Вт/м2.
     Наиболее вероятный источник ошибок при вычислении α — недостаточ-
ный контроль за единицами величин, подставляемых в формулы. После вычис-
ления по указанным формулам коэффициента теплоотдачи α определяют по
формуле Ньютона – Рихмана температурный напор Δt при кипении. Зная давле-
ние кипящей воды, определяют по таблицам термодинамических свойств насы-
щенного водяного пара и воды (или по табл. 5 приложения [1]) температуру на-
сыщения tн, а по tн и Δt находят температуру поверхности нагрева. График зави-
симости q и Δt схематично приведен на рис. 13.6 и 13.7 учебника [1]. Правиль-
ность решения задачи можно проконтролировать, сопоставив результат с диапа-
зоном значений коэффициента теплоотдачи при пузырьковом (пузырчатом) ки-
пении воды. Нижняя граница этого диапазона α ≈ 20 кВт/(м2⋅К), верхняя пред-
ставлена в зависимости от давления на рис. 13.26 [1].

                                ЗАДАЧА № 2-3

     В муфельную печь, имеющую форму параллелепипеда, помещена заготов-
ка. Определить результирующий тепловой поток излучением, поступающий от
обмуровки печи на заготовку.
     Исходные данные принять по табл. 2.4 в соответствии с вариантом Вашего
задания (см. табл. В.1, раздел "Общие методические указания").




                                        -29-