Determinați pierderea de căldură cu un metru de funcționare a unei țevi de abur din oțel cu un diametru exterior de 100 mm ca urmare a transferului de căldură radiant. Conducta de aburi este situată într-un canal de cărămidă cu o secțiune transversală de 300x300 mm. Temperatura suprafeței exterioare a conductei de abur t1 = 400 0 C și suprafața interioară a pereților canalului t2 = 27 0 C. Gradul de negru al oțelului oxidat este eCT = 0,8; caramida rosie eK = 0,93.
Răspundeți la întrebări:
1. Ce se numește gradul de negru al corpului?
2. Care este emisivitatea unui corp absolut negru?
3. Cum este determinată emisivitatea corpului gri?
Fluxul de radiație rezultat într-un sistem închis constând din două suprafețe gri, separate printr-un mediu diatermic, se calculează prin formula:
unde T este temperatura absolută a suprafeței schimbătoarelor de căldură, K;
F este suprafața schimbului de căldură, m 2;
12 și 21 sunt factorii de emisie unghiulari, respectiv, de la primul corp la cel de-al doilea și de la al doilea corp la primul;
pr este gradul redus de negru într-un sistem cu două corpuri.
Gradul redus de negru într-un sistem închis de schimb de căldură radiant, constând din două corpuri gri, se calculează prin formulele:
Pentru cazul în care suprafața mai mică nu are concavități:
Determinăm suprafețele de pe conducta de abur și canalul implicat în transferul de căldură.
F1 = p * d * L = 3,14 * 0,1 * 1 = 0,314 m 2.
F2 = a * b * L = 0,3 * 0,3 * 1 = 0,09 m 2.
Pierderea căldurii cu un metru curent al unei conducte de abur din oțel:
Răspunsuri la întrebări.
Ce se numește gradul de negru al corpului?
Raportul dintre emisivitatea unui corp dat și emisivitatea unui corp absolut negru la aceeași temperatură se numește gradul de negru al corpului
Care este emisivitatea unui corp absolut negru?
Emisivitatea unui corp absolut negru este C0 = 5,67 W / (m2 · K4).
Cum este determinată emisivitatea unui corp gri?
Cantitatea C = e * E0 se numește coeficientul de emisie al unui corp gri. Valoarea C a corpurilor reale în cazul general depinde nu numai de proprietățile fizice ale corpului, ci și de starea suprafeței sau de rugozitatea acesteia, precum și de temperatura și lungimea de undă.
Secțiunea verticală a țevii de aburi cu un diametru de 150 mm și o lungime de 5 m este răcită cu aer în condiții de convecție liberă. Temperatura suprafeței exterioare a conductei de abur tCT = 450 0 C, temperatura aerului t1 = 40 0 C.
Determinați coeficientul de transfer de căldură de la suprafața exterioară a conductei de abur la aer și valoarea debitului de căldură în zona calculată.
Afișați un grafic aproximativ al modificării coeficientului de transfer de căldură b de-a lungul înălțimii conductei.
Răspundeți la întrebări:
1. Care este coeficientul de transfer termic?
2. Ce factori afectează valoarea coeficientului de transfer termic?
Determinăm proprietățile termofizice ale aerului la t1 = 40 0 C:
l = 0,0276 W / (m * K); n = 16,96 * 10-6 m2 / s; Pr = 0,699; la tCT = 4500C - PrCT = 0,682.
Calculăm criteriul Grashof:
Gr = g * # 63; t * l 3 * in / n 2,
Gr = 9,81 * 410 * 5 3 / [313 * (16,96 * 10 -6) 2] = 5,6 * 12 octombrie;
Gr * Pr = 0,699 * 5,6 * 10 12 = 3,9 * 10 12.
Pentru o conductă verticală de abur cu Gr * Pr> 10 9, criteriul Nusselt se calculează cu formula:
Nu = 0,15 * (Gr * Pr) * 0,33 (Pr / PrCT) 0,25 = 0,15 * (3,9 x 10 decembrie) 0,33 * (0,699 / 0,682) = 0,25 2157 ;
Coeficientul de transfer al căldurii de la suprafața exterioară a conductei de abur la aer:
b = Nu * l / l = 2157 * 0,02276 / 5 = 11,9 W / (m * K).
Valoarea fluxului de căldură în zona calculată:
Q = b * (TCT - t1) * p * d * l = * 11,9 (450 - 40) * 3.14 * 0.15 * 5 = 11490 wați.
Răspunsurile la întrebări:
Care este coeficientul de transfer termic?
Coeficientul de transfer de căldură 6 este cantitatea de căldură transferată de la lichid (corpul de încălzire) la perete sau, invers, pe unitate de timp prin suprafața unității cu o diferență de temperatură între suprafața peretelui și lichidul de 1 K.
Ce factori afectează valoarea coeficientului de transfer de căldură?
Coeficientul de transfer de căldură depinde de un număr mare de factori. Este influențată de:
- temperatura, forma și dimensiunea corpului, orientarea sa în spațiu;
- temperatura, viteza și modul de mișcare a mediului;
- proprietățile fizice ale mediului: vâscozitate, densitate, capacitate termică, conductivitate termică, coeficient de expansiune volumetrică.
Un grafic aproximativ al modificării coeficientului de transfer de căldură 6 de-a lungul înălțimii conductei:
Natura fluxului mediului și schimbarea coeficientului de transfer de căldură în condiții de convecție naturală într-un cilindru vertical de o înălțime mare
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: