Контрольная работа по «Теплообмену»

 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Бугульминский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Контрольная работа

по дисциплине «Теплообмен»

Группа 2008

Обучающийся    ____________                                

                               (подпись)                                     Фамилия И.О.

Преподаватель  ___________                                                              .

                                (подпись)                                    Фамилия И.О.

Оценка  _________________________  Дата  ___________________

Регистрационный №                            дата регистрации___________________

Адрес электронной почты студента                        

2023

Вариант 9.

Дано:

Температура газов: [pic 1] = 800 °С;

Температура воды: [pic 2] = 270 °С;

Диаметры стальной трубы: d1/d2 - 30/24 мм;

Толщина слоя сажи: [pic 3] = 1,5 мм;

Толщина слоя накипи: [pic 4] = 2,5 мм;

Скорость газов: W1  -  12 м/с;

Скорость воды: W2 - 0,4 м/с.

Решение:

I приближение

1.        Число Рейнольдса для поперечного обтекания  газами  шахматного
трубного пучка:

[pic 5]

где W1 = 12 м/с - скорость газов - задана;

[pic 6] =131,8 * 10-6 м2/с - коэффициент кинематической вязкости газов, принят по таблице для температуры газов [pic 7] = 800 °С;

[pic 8] - наружный диаметр трубы, м;

[pic 9]мм

Температура наружной стенки принимается в первом приближении:

[pic 10]

2.        Число Нуссельта для газов по уравнению подобия:

[pic 11]

где [pic 12] - число Прандтля для газов, принятое по таблице для значения температуры газов [pic 13]= 800 °С;

[pic 14] - число Прандтля для газов при температуре стенки [pic 15] °С.

3.        Коэффициент конвективной теплоотдачи от газов к наружной стенке трубы:

[pic 16]

где [pic 17] = 0,0915 Вт/мК - коэффициент теплопроводности газов при [pic 18] = 800 °С.

4.        Лучистый тепловой поток для незапыленного потока газов по формуле (2.1):

[pic 19]

где [pic 20] - коэффициент излучения абсолютно черного тела;

[pic 21] - эффективная степень черноты стенок ([pic 22] = 0,8);

[pic 23] - степень черноты газов([pic 24]);

[pic 25] - поправка, учитывающая отклонение лучеиспускания от закона Стефана - Больцмана, для незапыленных газов [pic 26];

[pic 27]- температура газов, = 800 + 273 = 1073 К;

[pic 28] -  температура наружной стенки трубы, =535 + 273 = 808.

5.        Лучистый коэффициент теплоотдачи:

[pic 29]

6.        Приведенный коэффициент теплоотдачи от газов к стенке:

[pic 30]

7.        Число Рейнольдса для воды в трубах по формуле (3.1):

[pic 31]

т.е. режим движения воды турбулентный.

Здесь W2 = 0,4 м/с - скорость воды - задана.

v2 = 0,133 * 106   м/с - кинематическая вязкость воды, принимается по табл. П2 при температуре воды tf2 = 270 °С;

[pic 32] мм

8.        Число Нуссельта для воды при турбулентном режиме определяется по уравнению подобия (3.4):

[pic 33]

где Рг2 = 0,88 - число Прандтля воды, принимается по табл. П2 при температуре воды   tf2 = 270 °С;

Pw2= 0,88 - число Прандтля воды при температуре стенки tw2 которая в первом приближении принимается tw2 = tf2 = 270 °С,

9.        Коэффициент конвективной теплоотдачи к воде: