Расчет теплопередачи через плоскую и цилиндрическую стенки

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ЗАДАНИЕ №1        5

1. Исходные данные        5
2. Решение        6
3. Вывод по расчетно-графической работе        10

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК        10

ПРИЛОЖЕНИЕ

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

1. ЗАДАНИЕ №1

1. Исходные данные:

1 УСЛОВИЕ ЗАДАЧИ

Тепло дымовых газов передается через стенку котла кипящей воде (рисунок 1.2). Принимая температуру газов tf1, а температуру воды tf2, коэффициент теплоотдачи газами стенке α1 , и от стенки воде α2 и считая стенку плоской, требуется:

1. Рассчитать термические сопротивления R, коэффициенты теплопередачи, эквивалентные коэффициенты теплопроводности и количества передаваемого тепла от газов к воде через 1 м2 стенки за 1 с (т.е. плотность теплового потока) для следующих случаев:

а) стенка стальная, совершенно чистая, толщиной δ2 (λ2 =50 Вт/(м∙К));

'

б) стенка медная, совершенно чистая, толщиной δ2 (λ2 = 350 Вт/(м∙К));

в) стенка стальная, со стороны воды покрыта слоем накипи толщиной δ3, (λ3 = 2 Вт/(м∙К));

г)  случай «в», но поверх накипи имеется слой масла толщиной δ4 =1 мм

(λ4=0,1 Вт/(м∙К));

д) случай «г», но стороны газов стенка покрыта слоем сажи толщиной δ1, (λ1 =0,2 Вт/(м∙К)).

1. Приняв плотность теплового потока для случая «а» за 100 %, рассчитать (в процентном соотношении) плотности теплового потока для всех остальных случаев.
2. Определить аналитически температуры всех слоев стенки для случая

«д».

1. Проверить рассчитанные температуры графически.
2. Построить для случая «д» линию изменения температуры в стенке.

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

tf1=900 ºС - температура дымовых газов; tf2=150 ºС - температура воды;

α1=10 Вт/(м2∙К) - коэффициент теплоотдачи от газов к стенке; α2=500 Вт/(м2∙К) - коэффициент теплоотдачи от стенки к воде; λ1 =0,2 Вт/(м∙К) – коэффициент теплопроводности сажи;

λ2 =50 Вт/(м∙К) – коэффициент теплопроводности стальной стенки; λ2' = 350 Вт/(м∙К) – коэффициент теплопроводности медной стенки; λ3 = 2 Вт/(м∙К) – коэффициент теплопроводности накипи;

λ4=0,1 Вт/(м∙К) – коэффициент теплопроводности масла; δ1 =2 мм – толщина слоя сажи;

δ2 =24 мм – толщина стенки;

δ3 =7 мм – толщина слоя накипи; δ4 =1 мм – толщина слоя масла.

1.2 Решение:

Определяем термические сопротивления Ri, (м2∙К)/Вт. Теплоотдача с поверхности стенки определяется по формуле

[pic 1].        (1.1)

• теплоотдача от газов к стенке

[pic 2]        (м2∙К)/Вт;

• теплоотдача от стенки к воде

[pic 3]        (м2∙К)/Вт.

Внутренние термические сопротивления [pic 4] слоев стенки в        (м2∙К)/Вт

определяются по формуле [1]

[pic 5].        (1.2)

• термическое сопротивление слоя сажи

[pic 6]        (м2∙К)/Вт;

• термическое сопротивление стальной стенки

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата