Тепломассообмен ТулГу практические работы 1.2.3 Вариант 6

Практическая работа №1

В задачах 1,2 тепловой поток и соответствующие температуры определяются по формулам теплопроводности плоской и цилиндрической стенок, полученных на основании закона Фурье. В задаче 2 коэффициент теплопроводности футеровки λ1 рассчитывается по средней температуре слоя футеровки t. Задача 3 решается с помощью формул, относящихся к теплопроводности однородного цилиндрического стержня при наличии внутренних источников теплоты с заданной объемной плотностью. В задачах 4,5 рассматривается теплопроводность при граничных условиях III рода (теплопередача) плоской и цилиндрической стенок.

Практическая работа №2

Даны задачи на темы курса: конвективный теплообмен однородной среды и теплообмен при изменении агрегатного состояния вещества (конденсация, кипение). В основе решения задачи 6 лежит первая теорема подобия физических явлений о равенстве критериев подобия у подобных явлений. Задачи 7, 8 решаются с использованием критериальных уравнений, полученных на основе теории подобия [1], [2]. Нужно обратить внимание на выбор критериальных уравнений и определяющих параметров: геометрического размера и температуры в этих уравнениях. При решении использовать данные таблиц 1-4 приложения, а также ознакомиться с задачами такого типа в разделе 4 методического комплекса. Коэффициент теплоотдачи в задаче 9 определяют по формуле Нуссельта [1], [2] для пленочной конденсации на горизонтальной трубе; данные для расчета выбрать из табл. 5 приложения. Значение поправочного коэффициента для n ряда труб выбирается по графику (рисунок 1), влияние воздуха, находящегося в паре, на величину коэффициента теплоотдачи при конденсации (рисунок 2).

Pисунок 1 - К определению поправочного коэффициента для n –ряда труб в пучке при коридорном (кривая 2) и шахматном (кривая 1) расположении труб в пучке

Pисунок 2 - К определению коэффициента теплоотдачи при конденсации пара, содержащего воздух

Коэффициент теплоотдачи (задача 10) определяется по эмпирическим формулам для пузырькового режима кипения воды в диапазоне давлений от одного до 40 бар [1]:

α = 3,15 q0,7р0,5;

α = 46,1 Δt2,33р0,5,

где α, q, p, Δt измеряются соответственно в Вт/(м2·К), Вт/м2, бар, °С. Критические значения температурного напора Δtкр, и тепловой нагрузки qкр1 находят, используя график (рисунок 3).

Pисунок 3 - Изменение qкр1, αкр1, Δtкр1 в зависимости от давления при кипении воды

Практическая работа №3

Pассматриваются задачи к темам курса: тепловое излучение, расчет теплообменных аппаратов. В задаче 15 нужно рассчитать среднеарифметический температурный напор. Кратность охлаждения для конденсатора:

где G – количество охлаждающей воды, кг/с;

Дк – количество конденсирующего пара, кг/с.

Для решения задачи 16 используется уравнение теплового баланса[1], [2].