Зк нагр

_{5 зк нагр}=(a_л +a_к)·F_кож·Dt=598,7 кДж

Q_{5 зк кип}=(a_л +a_к)·F_кож·Dt=1398,4 кДж.

Потери тепла в окружающую среду шейкой котла

Боковая поверхность шейки котла

F_ш=0,42 м².

За период нагрева от комнатной температуры до кипения температура шейки в среднем:

t_ш=(100+20)/2=60 °С, в период кипения t_ш=100 °С.

Перепад температуры между t_ш и температурой воздуха для периода нагревания:

Dt=60-20=40 °С, а в период кипения Dt=100-20=80 °С.

Расчетная температура воздуха, соприкасающегося с шейкой котла:

В период нагревания: t°_р=(60+20)/2=40 °С;

В период кипения: t°_р=(100+20)/2=60 °С.

Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием от шейки котла:

a_{л нагр}=13,5 кДж/м³час°С,

a_{л кип}=16,3 кДж/м³час°С.

Определяем коэффициент отдачи тепла конвекцией от шейки котла. При нагревании:

 l=9,5·10^-2 кДж/м час °С;

n=17,6·10^-6 м²/сек;

Pr=0.722 b=1/313.

При кипении:

l=10,1·10^-2 кДж/м час °С;

n=19,6·10^-6 м²/сек;

Pr=0.722 b=1/383.

Gr=(gbDt d_ш³)/n²,

Gr_нагр=(9,81·40·0,62³·10¹²)/(313·(17,6²)=970·10⁶,

Gr_кип=(9,81·80·1,0·0,62³·10¹²/(383·(19,6²)=1460·10⁶, отсюда:

Коэффициент отдачи тепла:

a_{к нагр}=Nu·l/d_ш=18,5кДж/м³час°С,

a_{к кип}=Nu·l_к/d_ш=22,7 кДж/м³час°С.

Потери тепла от шейки котла лучеиспусканием:

Q _нагр=a_л·F_ш·Dt=192,6 кДж;

Q _кип=a_л·F_ш·Dt=469 кДж.

Потери тепла от шейки котла конвекцией:

Q_{4 нагр}=a_л·F_ш·Dt=305,7 кДж;

Q_{4 кип}=a_л·F_ш·Dt=441,1 кДж.

Потери тепла в окружающую среду:

Q_{4 ш нагр}= Q_л+ Q_к=498 кДж;

Q_{4 ш кип}= Q_л+ Q_к=1210кДж.

Потери тепла крышкой котла

Поверхность крышки F_к=p·D²_к/4=3,14·0,638²/4=0,36м².

Выпуклостью крышки при определении поверхности пренебрегаем ввиду незначительности кривизны.

Принимаем, что при кипении температура крышки 95 °С.

В период нагревания температура возрастает с 20°С до 95°С.

Средняя температура:

t_к=(95+20)/2=57,5 °С.

Перепад температуры между температурой крышки и температурой воздуха, соприкасающегося с крышкой:

t_в=(57,5+20)/2=38,7 °С;

Для периода кипения перепад температур: Dt=95-20=70 °С, а расчетная температура воздуха:

t_в=(95+20)/2=57,5 °С.

Коэффициент лучеиспускания равен:

a_{л нагр}=13,2 кДж/м³час°С,

a_{л кип}=15,5 кДж/м³час°С.

Определяем коэффициент отдачи тепла конвекцией:

При нагревании:

 l=9,5·10^-2 кДж/м час °С;

n=17,6·10^-6 м²/сек;

Pr=0.722 b=1/311,7.

При кипении:

l=4,1·10^-2 кДж/м час °С;

n=19,6·10^-6 м²/сек;

Pr=0.722 b=1/383.

Gr=(gbDt d_кр³)/n²,

Gr_нагр=(9,81·37,5·1,0·0,64³·10¹²)/(311,7·(17,6²)=950·10⁶,

Gr_кип=(9,81·75·1,0·0,64³·10¹²/(383·(19,6²)=1430·10⁶, отсюда:

Pr·Gr_нагр=0,722· 9,5·10⁸=685·10⁶,

Pr·Gr_кип=0,722· 14,3·10⁸=1030·10⁶, тогда

Коэффициент отдачи тепла:

a_{к нагр}=Nu·l/d_кр=17,2 кДж/м³час°С,

a_{к кип}=Nu·l_к/d_кр=22,2 кДж/м³час°С.

Потери тепла крышкой лучеиспусканием:

Q_{л нагр}=a_л·Dt·F_к =178 кДж/час;

Q_{л кип}=a_л·Dt·F_к =418,7 кДж/час.

Потери тепла крышкой конвекцией:

Q_{л нагр}=a_к·Dt·F_к =232 кДж/час;

Q_{л кип}=a_к·Dt·F_к =599 кДж/час.

Потери тепла в окружающую среду:

Q