ЗАДАНИЕ 2

Охлаждение жидкости осуществляется в горизонтально расположенных трубах диаметром d. Температура жидкости вдали от каждой трубы t_ж, температура на поверхности трубы t_с.

Определить коэффициент теплоотдачи и общую длину трубы, если необходимо отводить QкВт тепла.

Данные, необходимые для решения задачи, следует выбрать из таблицы 2.

Литература: [1], §27.1-27.3 или [2], §24.1-22.4, 26.5

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте основной закон теплоотдачи. Дайте пояснения к величинам, входящим в аналитическое выражение закона; приведите размерности величин.

2. Как изменится интенсивность теплообмена в трубах, если в вашем варианте задаче заменить теплоноситель на соседний сверху или снизу?

Методические указания

Процессы теплоотдачи неразрывно связаны с условиями движения жидкости. Если явление теплопроводности вполне определяется коэффициентом теплопроводности и температурным градиентом, то процесс переноса теплоты конвекцией связан непосредственно с переносом самой среды.

Интенсивность конвективного теплообмена характеризуется коэффициентом теплоотдачи. Следует знать, какие факторы оказывают влияние на изменение коэффициента теплоотдачи, изучить закон Ньютона-Рихмана и использовать его при решении задач.

Физических параметры различных теплоносителей определяются П. «Б», «В», «Д» и «Е» по таблицам 9, 10, 15…19 учебника [7] .

Основной задачей расчета конвективного теплообмена является определение коэффициента теплоотдачи a. Расчет тепловых потоков по формуле Ньютона-Рихмана и температур не представляет больших трудностей. Сам же коэффициент теплоотдачи в основном определяется экспериментально на моделях с привлечением теории подобия. Задача студента понять, как с помощью этой теории удается перейти от сложной функции различных величин вида a= f(w, t_с, t_ж, l, c_p, r, m, n, a, F,l₁, l₂) к функции безразмерных критериев подобия вида Nu= f(Re, Gr, Pr).В результате задача по определению aсводится к вычислению безразмерного коэффициента теплоотдачи Nu (критерий Нуссельта), который в случае свободной конвекции определяется по формуле:

. (1)

Коэффициенты и определяют из П. «Г».