Расчет радиационно-конвективного теплообмена между пограничным слоем и стенкой
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Казанский национальный исследовательский
технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ»
(КНИТУ-КАИ)
Институт авиации, наземного транспорта и энергетики
(наименование института (факультета), филиала)
Кафедра теплотехники и энергетического машиностроения
(наименование кафедры)
13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника
(шифр и наименование направления подготовки (специальности)
Курсовая работа
по дисциплине: Тепловые процессы в энергоустановках
на тему: «Теплообмен в соплах»
Обучающийся: ___1401___ ____________ Байбулатов Д. Д.__________
(номер группы) (подпись, дата) (Ф.И.О.)
Руководитель: _к.т.н., доцент каф.ТиЭМ___Коханова Светлана Яковлевна_
(должность) (Ф.И.О.)
Курсовая работа зачтена с оценкой___________________________________
_______________________
(подпись, дата)
Казань 2018
THE MINISTRY OF EDUCATION AND SCIENCE OF THE RUSSIAN FEDERATION
|
|
|
Federal state budgetary educational institution of higher education «Kazan national research Technical University. A. N. Tupolev – KAI»
(KNRTU-KAI)
Institute of aircraft, land transport and power
(name of institute (faculty), branch)
Department of heat engineering and power engineering
(name of department)
13.03.01- Power system and heating engineer
(code and name of the direction of preparation (specialty)
Course Work
on discipline: Thermal processes in power stations
on the theme: « Heat exchange in nozzles »
Student: ___1401___ ___ Baybulatov D. D.______________________
Head: Candidate of Technical Sciences, associate professor ___ Kokhanova S.Ya._
The course work is reckoned with mark __________________________________
_______________________
(signature, date)
Kazan 2018
Институт: Институт авиации, наземного транспорта и энергетики
Кафедра: Кафедра теплотехники и энергетического машиностроения
Направление подготовки/специальность: 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника
ЗАДАНИЕ
На курсовую работу
Обучающегося: Байбулатова Диниса Данисовича
По дисциплине: Тепловые процессы в энергоустановках
1. Тема: Теплообмен в соплах Задание 1, Вариант 3
|
|
|
2. Перечень подлежащих разработке вопросов:
· Удельный тепловой поток через стенку q;
· Температурное поле стенки;
· Подогрев 
и температуру 
охладителя на выходе из рассматриваемого участка.
3. Исходные данные:
Температура 
; давление 
;
расход 
; состав продуктов сгорания с известными значениями средней молекулярной массы m=21,10 кг/кмоль; т 
Газовая постоянная R=394,4 Дж/(кг*К);
Отношением теплоемкостей k=1.226;
Диаметр сечения D=0,17 м;
Длина участка сопла ∆L=15 мм=0,015 м;
Толщина стенки сопла 
;
;
Расход 
;
Давление 
;
Температура 
4. Список рекомендуемой литературы:
· Попов И.А., Усенков Р.А., Яковлев А.Б.Теплообмен в соплах: Учебное пособие к курсовой работе / Под ред. профессора Ю.Ф. Гортышова. Изд-во КГТУ им.А.Н.Туполева, 2006. – 62 с.
· Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача: Учебное пособие для авиационных вузов. М.: Высшая школа, 1991. - 496 с.
Дата выдачи задания: «03»_сентября_2018г.
Руководитель курсового работы:
к.т.н., доцент каф.ТиЭМ___________________Коханова Светлана Яковлевна
(должность) (подпись, дата) (Ф.И.О.)
Задание принял к исполнению обучающийся группы:
|
|
|
___1401________________________Байбулатов Динис Данисович_______
(номер группы) (подпись, дата) (Ф.И.О.)
Аннотация
Стенка камеры или сопла ЖРД с внутренней стороны омывается высокотемпературным и высокоскоростным газовым потоком, представляющим собой продукты сгорания ракетного топлива, а с наружной стороны – охлаждающей жидкостью. Для тепловой защиты стенка с газовой стороны может быть покрыта слоем жаропрочного материала. Между газовым потоком и стенкой процесс теплообмена происходит как соприкосновением, так и излучением, т.е. имеет место процесс радиационно-конвективного теплообмена; со стороны охлаждающей жидкости происходит процесс теплоотдачи, а через стенку (с защитным покрытием или без него) теплота передается путем теплопроводности. В целом все процессы теплообмена, связанные с охлаждением стенки сопла, представляют собой теплопередачу от газового потока к охлаждающей жидкости через разделяющую стенку. Таким образом, расчет наружного охлаждения ЖРД сводится в основном к решению задачи теплопередачи через стенку камеры или сопла.
Annotation
The wall of the chamber or nozzle of the LRD on the inside is washed by a high – temperature and high-speed gas flow, which is the combustion products of rocket fuel, and on the outside by a cooling liquid. For thermal protection, the wall on the gas side can be covered with a layer of heat-resistant material. Between the gas flow and the wall, the heat exchange process occurs both by contact and by radiation, i.e. the radiation-convective heat exchange process takes place; on the part of the coolant is the heat transfer process, and through the wall (with or without protective coating) heat is transferred by thermal conductivity. In General, all heat exchange processes associated with the cooling of the nozzle wall are heat transfer from the gas flow to the coolant through the separating wall. Thus, the calculation of external cooling of the HRD is mainly reduced to solving the problem of heat transfer through the wall of the chamber or nozzle.
|
|
|
Содержание
Задание. 3
Аннотация. 5
Введение. 8
1. Расчет радиационно-конвективного теплообмена между пограничным слоем и стенкой. 9
1.1 Теплоотдача с газовой (внутренней) стороны стенки. 9
1.2 Расчет радиационного теплообмена между газом и стенкой. 11
1.3 Расчет наружного охлаждения. 13
Заключение. 16
Список литературы.. 18
Приложения. 19
Введение
Основной тенденцией развития энергетической техники является увеличение максимальных температур и давлений теплоносителей и рабочих тел. Максимальные температуры газа в энергетических установках намного превышают допустимые температуры материалов, из которых изготовлены элементы проточной части тепловых двигателей (ракетных, атомных, плазменных и т.д.). В этих условиях существенное значение для надежной работы теплонапряженных деталей машины имеет система охлаждения. Эффективность и надежность работы в конечном итоге определяется надежностью инженерных методов расчета теплообмена.
Цель данной курсовой работы «Расчет наружного охлаждения стенки без защитного покрытия» – научиться решать практические задачи по расчету процессов теплообмена. При расчетах понадобятся знания по всем видам передачи теплоты: теплопроводности, конвекции, тепловому излучению.
При решении практических задач по теплообмену можно выделить несколько этапов.
На первом этапе необходимо проанализировать процесс или явление, расчету которого посвящена данная задача. Анализ ведется с целью выявления видов теплообмена, участвующих в этом процессе или явлении, и сопровождающих их особенностей. На основе такого анализа удается выяснить тип задачи и сформулировать ее в терминах теории теплообмена.
На втором этапе по учебной и справочной литературе необходимо подобрать расчетные формулы, которые подходят для расчетов видов теплообмена.
На третьем этапе устанавливается порядок расчета – последовательность вычисления отдельных искомых величин.
На четвертом этапе – расчет в численной форме.
На пятом этапе – анализ полученных расчетных величин.
Расчет радиационно-конвективного теплообмена между пограничным слоем и стенкой
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 136; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!