Задание 5. Определите количество тепла, передаваемого от дымовых газов к кипящей воде через:

Варианты 1-10

Определите количество тепла, передаваемого от дымовых газов к
кипящей воде через:

а) стальную чистую стенк толщиной δ₁;

б) стальную стенку, покрытую со стороны воды слоем накипи

толщиной δ₂. Температура дымовых газов t_г, температура кипящей воды t_в, коэффициент

теплоотдачи от газов к стенке

и от стенки к воде

в) стальную стенку, покрытую со стороны воды слоем накипи и слоем

масла толщиной δ₃

Варианты 11-20

Изолированная теплофикационная труба длиной L с наружным диаметром изоляции d проложена внутри прямоугольного бетонного канала, размером (а х b). Температуры, поверхностей изоляции трубы и стенок канала соответственно t₁ и t₂ а степени черноты соответственно равны ε₁ =0.9. ε₂ =0,7

Определите для трубы потерю теплового потока.

Варианты 21-30

Необходимо нагреть за час массу m кг воды от температуры t'_в до t"_в дымовыми газами с начальной температурой t'_г. Расход дымовых газов m_г теплоемкость газов

теплопередачи коэффициент

Определите поверхность нагрева F для прямотока.

Методические указания к решению задания 5

Для вариантов 1-10

Для определения количества тепла, передаваемого дымовыми газами через однослойную стенку, используется формула:

где k —коэффициент теплопередачи, определяемый для случая а):

где δ — толщина стенки, м;

λ — коэффициент теплопроводности стенки,

α₁ и α₂ - коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке и от стенки к воде

Для случаев б) и в);

где δ₁ — толщина каждого из слоев между газами и водой, м;

λ₁ - коэффициенты теплопроводности каждого из материалов,

составляющих слои стенки.

Для вариантов 11-20

где Cпр — приведенный коэффициент лучеи

Q = CnpF1.		Т1	4 -	T2

где C_пр – приведенный коэффициент лучеиспускания, определяемый как:

Спр = -	1
1/С1+F1/F2(1/C2 – 1/C0)

где С₁=С₀. ε и С₂=С₀. ε₂ — коэффициенты поверхностей Вт/м^{2 0}К⁴.

С =5,67 Вт/м^{2 0}К4 — постоянная излучения абсолютно черного тела;

ε₁ и ε₂ — степени черноты поверхностей;

F₁ — площадь внешней поверхности трубы, м²;

F₂ - площадь внутренней поверхности бетонного канала, м².

Для вариантов 21-30

Для определения поверхности нагрева используется уравнение:

где Q - тепловой поток, Вт;

k — коэффициент теплопередачи,

F — поверхность нагрева, м²;

Δt_cр — средний температурный напор вдоль поверхности нагрева. Тепло, передаваемое воде, равно:

где m_в — масса нагреваемой воды, кг;

С_pm — средняя изобарная теплоемкость воды, кДж/кг °С; (С_pm принять равной 4,19 кДж/кг°С)

t'в — начальная температура воды, °С;

t"в — конечная температура воды, °С.

Конечную температуру газов t"г определяем из уравнения теплового баланса:

.

Далее необходимо рассчитать поверхность нагрева для прямотока:

где

где Δб = t'_г-t'_в;Δtм=t"_г-t"_в — максимальная и минимальная разности температур теплоносителей

Литература: 1, стр. 138…191; 3, стр. 62…93; 4, стр. 145…182; 5, стр. 203…277, 319…325