Физика. Примеры решения задач контрольной работы

Примеры решения задач по физике
Кинематика
Движение материальной точки
Основное уравнение динамики
Законы сохранения импульса и энергии
Динамика вращательного движения
Механические колебания
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ  ФИЗИКА
Механика
Молекулярная физика и термодинамика
Электричество
Электромагнетизм
Атомная и ядерная физика
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ
Термодинамические процессы
Описание теплопроводности
Теплоотдача в жидкостях и газах
Теплоотдача при фазовых переходах
Тепловое излучение
Теплообменные аппараты
  Кинематика поступательного движения
Электростатика

 

Пример 21. Определить коэффициент теплоотдачи при кипении воды, текущей в трубе диаметром мм со скоростью  м/с; плотность теплового потока  Вт/м2; температура насыщения , чему соответствует давление  бар.

 Решение. Теплофизические свойства воды находим по таблице А3:   Вт/м2К;  м2/с; .

 Коэффициент теплоотдачи для кипящей воды по формуле (142):

  Вт/(м2 ·К).

 Коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении по формуле (146):

56

 Вт/(м2 ·К).

 Коэффициент теплоотдачи кипящей воды в трубе по (147):

 Вт/(м2 ·К).

 Пример 22. В латунных трубах испарителя диаметром   мм движется кипящая вода при давлении 1,2 бар. Трубки омываются топочными газами с температурой 400, коэффициент теплоотдачи от газов к внешней поверхности труб Вт/(м2 ·К). Определить коэффициент теплоотдачи  поверхности теплообмена.

 Термическое сопротивление стенки труб (м2·К)/Вт, теплопроводность латуни по таблице  Вт/(м К).

 Термическое сопротивление теплоотдачи со стороны топочных газов   (м2 ·К)/Вт.

 Термическое сопротивление теплоотдачи со стороны кипящей воды (
Вт/(м2 ·К) оценочно   (м2 ·К)/Вт.

 Сопротивление  и  на несколько порядков меньше, чем сопротивление со стороны топочных газов и поэтому  Вт/(м2 ·К).

 Теплоотдача при конденсации. Если пар соприкасается с твердой поверхностью, имеющей температуру , меньшую температуры насыщения при давлении пара, то он переходит в жидкое состояние, отдавая поверхности теплоту конденсации , где − расход стекающего конденсата, кг/с (рис.18). Различают два вида конденсации:

капельную (конденсат осаждается на стенке в виде отдельных капель) и пленочную, при которой на поверхности стенки образуется сплошная пленка стекающей жидкости. Капельная конденсация по уровню теплоотдачи во много раз выше пленочной, т.к. пленка жидкости имеет значительное термическое сопротивление передачи тепла от пара к стенке. При установившейся работе конденсационных устройств конденсат, как правило, смачивает поверхность теплообмена, т.е. обеспечивается теплоотдача при пленочной конденсации.

Рис.18 – Схема пленочной конденсации пара.

 Из теории пленочной конденсации неподвижного пара на стенке следует расчетная формула вида

 , (148)

где  − число Нуссельта теплоотдачи; -критерий Галилея; -критерий Прандтля; -критерий фазового перехода;  − температурный напор; -численная постоянная теоретического решения. Входящие в уравнение (146) теплофизические свойства () конденсата определяют по средней температуре пленки , а теплоту парообразования -по температуре . Для вертикальной стенки и трубы , -высота; для горизонтальной трубы , − диаметр.

 В уравнения вводят поправки в виде сомножителей, учитывающих ориентацию стенки (), волновые течения пленки (), изменение теплофизических свойств конденсата (), влияние скорости пара (), влияние соседних труб в пучке () и т.д.

На главную