Теплопередача через оребрённую поверхность
Теплопередача через оребрённую поверхность
В круглой оребрённой трубе течёт при постоянном давлении вода. Определить необходимую длину трубы для нагрева воды, втекающей в трубу со скоростью W, от температуры t11 до температуры t12.
Коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к стенке трубы и поверхности рёбер одинаков и равен a2, а температура меняется от t21 до t22. Труба и рёбра стальные, и имеют коэффициент теплопроводности l. Внутренний диаметр трубы d1=30 мм, а толщина d =2 мм. Рёбра круглые поперечные с внешним диаметром D= 40 мм, толщина dр =2 мм и шагом ребра h = 3 мм.
Поверхность трубы определить при предположениях, что движение теплоносителей соответствует прямоточной и противоточной схемам. Исходные данные для решения задачи выбрать из таблицы.
Исходные данные по вариантам.
Первая цифра варианта
| t11, oC
| t12, oC
| t21, oC
| t22, oC
| Вторая цифра варианта
| l,
Вт/(м К)
| a 2,
Вт/(м2 К)
| W,
м/с
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,3
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,4
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,2
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,3
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,7
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1,3
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,5
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,3
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1,1
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1,0
|
Физические свойства воды на линии насыщения
t
0C
| р
бар
| r
кг/м3
| h
кДж
кг
| Cp
кДж
кг×К
| l,
Вт
м К
| а×108
м2/с
| m×106
Па×с
| v×106
м2/с
| b×104
К-1
| s×104
Н/м
|
Pr
|
| 0,0123
0,0234
0,0424
0,0737
0,123
0,199
0,312
0,474
0,701
1,013
1,433
1,985
2,701
3,614
4,760
6,180
7,920
10,03
12,55
15,55
| 999,7
998,3
995,8
992,3
988,0
983,2
977,7
971,6
965,2
958,1
950,7
942,7
934,6
925,8
916,8
907,3
897,3
886,9
876,0
864,7
| 41,99
83,86
125,66
167,45
209,26
251,09
292,97
334,92
376,94
419,06
461,3
503,7
546,3
589,1
632,2
675,5
719,1
763,1
807,5
852,4
| 4,193
4,182
4,179
4,179
4,181
4,185
4,190
4,197
4,205
4,216
4,229
4,245
4,263
4,285
4,310
4,339
4,371
4,408
4,449
4,497
| 0,586
0,602
0,617
0,630
0,643
0,653
0,662
0,669
0,675
0,680
0,683
0,685
0,687
0,687
0,686
0,684
0,681
0,676
0,671
0,664
|
14,4
14,8
15,2
15,6
15,9
16,2
16,4
16,6
16,8
17,0
17,1
17,2
17,3
17,4
17,4
17,4
17,3
17,2
17,1
| 1299,2
1001,5
797,0
651,3
544,0
463,0
400,5
351,0
311,3
279,0
252,2
230,0
211,0
195,0
181,0
169,0
158,5
149,3
141,2
133,8
| 1,300
1,003
0,800
0,656
0,551
0,471
0,410
0,361
0,322
0,291
0,265
0,244
0,226
0,211
0,197
0,186
0,177
0,168
0,161
0,155
| 0,70
1,82
3,21
3,87
4,49
5,11
5,70
6,32
6,95
7,52
8,08
8,64
9,19
9,72
10,3
10,7
11,3
11,9
12,6
13,3
|
| 9,3
6,96
5,40
4,32
3,54
2,97
2,54
2,20
1,94
1,73
1,56
1,43
1,31
1,22
1,14
1,07
1,02
0,97
0,94
0,91
|
|