Расчет тепломассообмена

2.4 Расчет тепломассообмена

Если тело А передало каким-либо образом телу В некоторое количество тепла Q, то говорят, что между этими телами произошел теплообмен.

В теплотехнике особенно важен теплообмен соприкосновением между движущейся жидкостью и твердым телом, получивший название теплоотдачи. Это вид теплообмена встречается в тепловых аппаратах как часть общего случая перехода тепла от одной жидкости к другой через разделяющую их стенку. Такой общий случай мы будем называть теплопередачей. Под жидкостью мы в данном случае разумеем как капельную жидкость, так и упругую жидкость-газ.

Если обозначить: Q - количество тепла, которое проходит от одной поверхности стенки к другой; t’_ст- температура одной поверхности стенки, ºС; t”_ст- температура другой поверхности стенки ºС; - время; S- толщина стенки; F- поверхности стенки, то

Коэффициент измеряет количество тепла, распространяющееся в течении 1с в теле от одной его поверхности размером в 1м² к другой такой же поверхности при толщине тела 1м и при разности температур 1ºС. Этот коэффициент называется коэффициентом теплопроводности.

Явление теплоотдачи между стенкой и жидкостью можно записать в виде

-коэффициент теплопередачи; измеряет количество тепла, которым обмениваются через единицу времени при разности температур между поверхностью стенки и жидкости в 1ºС

Количество тепла, переданное в единицу времени через единицу поверхности, называется поверхностной плотностью теплового потока или удельным тепловым потоком и обозначается буквой q и рассчитывается по формуле Фурье

.[3]

3. Исходные данные

Для проведения расчётов необходимо сконструировать трубопровод на основании следующих данных:

·  высота водоохлаждаемой шахты 3600 мм;

·  расход воды на кессон 2 м³/ч (скорость воды в змеевике 0,5 м/с)

·  давление в трубопроводе не должно превышать рабочего;

·  кладка шахты из строительного кирпича -  Дж/м·с·град;

·  Температура внутренней стенки шахты – 1250 ˚С.

На основании этих и других (выше и ниже изложенных) данных строим трубопровод (рис. 3.).

Рис 3. Схема системы охлаждения.

4. Результаты расчётов и их анализ

Произведем расчет змеевика. Определим режим движения жидкости в нём. Для этого воспользуемся формулой (3). Скорость и диаметр заданы, а кинематическую вязкость возьмем из таблицы при температуре воды 50⁰С. Она равна . Используя эти данные, получим:

Из полученных данных видно, что режим движения воды в змеевике явно турбулентный, и поэтому необходимо рассчитать толщину ламинарного подслоя  по формуле (7.).

Т.к. k_э<следовательно, трубы мы должны рассматривать, как гидравлически гладкие, а коэффициент трения  рассчитывать по формуле Никурадзе, учитывая, что : .

Теперь можно приступить к расчёту потерь. Он будет производиться по формуле (9.). Найдём первую составляющую, относящуюся к потерям на трение , где . Получаем

.

Найдём теперь все коэффициенты местных потерь .

В результате получаем

.

Подставляем полученные значения в формулу (9):

Зная величину потерь, можно найти коэффициент  по формуле (12):

,

где

Похожие работы

Система охлаждения кессонов плавки

Скачать

19143

0

4

... заданного режима водопотребления данной сетью. Напорная характеристика данной сети приведена на графике. Расчет потерь тепла Мы имеем: толщину задней стенки кессона равную  коэффициент теплопроводности стенки , температуру воды внутри системы охлаждения при её работе равную t=50ºC, температуру окружающей среды t=10ºC. Учитывая эти и другие значения находим потери тепла в окружающую ...

Технология обработки конструкционных материалов

Скачать

305550

1

104

... - дальнейшее развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных материалов и повышение качества обработки деталей машин. Наряду с обработкой резанием применяют методы обработки пластическим деформированием, с использованием химической, электрической, световой, лучевой и других видов энергии. Классификация ...

Технология и оборудование литейного производства

Скачать

77605

11

18

... 5000 мг/л. Наличие этих загрязнений препятствует повторному использованию сточных вод, а их сброс ведёт к загрязнению водоёма [17]. 11.3.2 Мероприятий по защите окружающей среды Технологические процессы литейного производства сопровождаются образованием огромных количеств различных пылей и газов, которые загрязняют атмосферу. Отвалы отработанных смесей и неочищенные сточные воды, сбрасываемые ...

Безопасность жизнедеятельности

Скачать

506603

63

3

... или технологических процессов; – при выборе технического решения обеспечить малоотходность производства и максимальную эффективность использования энергоресурсов. Задачи специалиста в области безопасности жизнедеятельности сводятся к следующему; – контроль и поддержание допустимых условий (параметры микроклимата, освещение и др.) жизнедеятельности человека в техносфере; – идентификация ...