Теплопотери через плоскую стенку
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина теоретические основы теплотехники позволяют рассчитывать тепловой баланс между поступающей в систему теплотой, и теплотой, отводимой в окружающую среду. Отводимая в окружающую среду теплота зависит от способа теплообмена и термодинамической системы. Причем, несмотря на многочисленные допущения, принимаемые при изучении теоретических основ теплотехники, расчетные данные могут использоваться при проектировании реальных систем, что подчеркивает практическую ценность изучаемой дисциплины.
В этой связи, расчет систем теплоснабжения приобретает особую актуальность, так как методы расчета справедливы для всех систем.
Данная курсовая работа обобщает полученные знания по теплообмену в сложных термодинамических системах и предназначена для демонстрации методов расчета теплообмена теплопередачей, теплоотдачей при конвективном теплообмене и тепловым излучением.
Целью курсовой работы является демонстрация и применение методов расчета систем теплоснабжения.
Курсовая работа выполняется по учебному заданию и включает следующие задачи:
■ составление теплового баланса;
■ определение теплопотерь;
■ определение тепловой мощности и параметров источника тепла;
■
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1 |
Задание на курсовую работу
|
|
5 вариант
Сфера - однослойная; сф = 0,5 м ; сф = 0,64 Вт/м.К.
Цилиндр - однослойный; ц - 0,5 м; ц = 1,63 Вт/м.К.
Плоская стенка - двухслойная, тонкий слой внутри;
ст1 = 0,05 м; ст1 = 0,20 Вт/м.К.
ст2 = 0,45 м; ст2 =1,05 Вт/м.К.
Излучатель - изл = 0,005 м; изл = 180 Вт/м.К.
Коэффициент черноты w = 0,995
Теплопровод - труба теплоизолированная; изоляционный слой - 2;
длина L тпр = 45м; тпр1 = 0,03м; тпр1 = 55,0Вт/м К
тпр2 = 0,20м; тпр2 = 0,06Вт/м.К.
Скорость движение теплоносителя 0,2м/с.
диаметр внутренний d тпр = 0,085м.
теплоноситель - вода.
Теплообменник — коридорного типа;
расстояние между трубами в ряду 1 = 0,2м,
расстояние между рядами 2 = 0,2м,
внутренний диаметр трубы то= 008 м,
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1 |
теплопроводность стенок трубы то = 195 Вт/м К.
первичный теплоноситель воздух;
скорость воздуха в самом узком месте пучка труб W= 14м/с.
температура первичного теплоносителя:
на входе Твх =1700К, на выходе Твых = 1100
|
|
1. УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
Тепловой баланс устанавливает равенство между поступающим в агрегат количеством теплоты и его расходом. На основании теплового баланса определяют расход топлива и вычисляют коэффициент полезного действия и эффективность работы.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
2 |
– теплота, подводимая к теплообменнику с первичным теплоносителем; – теплота, уносимая с первичным теплоносителем; – теплота, подаваемая вторичным теплоносителем теплообменника в теплотрассу; – теплота, теряемая в теплотрассе; – теплота, излучаемая тепловым излучателем; – теплота, отводимая от объекта в окружающую среду.
|
|
Рис. 1.1 – Система теплоснабжения.
В соответствии с описанной системой теплоснабжения уравнения теплового баланса будут иметь следующий вид:
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
3 |
где – теплота, подводимая к теплообменнику а первичным теплоносителем, Дж;
– теплота, уносимая с первичным теплоносителем, Дж;
– теплота, подаваемая вторичным теплоносителем теплообменника в теплотрассу, Дж;
– теплота, теряемая в теплотрассе, Дж;
– теплота, излучаемая тепловым излучателем, Дж;
– теплота, отводимая от объекта в окружающую среду, Дж.
Для решения системы уравнений теплового баланса необходимо определить их составляющие.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ТЕПЛОТЫ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ ПОВЕРХНОСТИ.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
4 |
|
|
Объект теплоснабжения представлен на рисунке 2.1.
Lц = 5 |
r = 5 |
Рис. 2.1 – Геометрические размеры объекта теплоснабжения.
В этом объекте имеются следующие теплоизолирующие ограждения:
§ плоская двухслойная стенка, обозначение – «СТ»;
§ полый цилиндр, обозначение – «Ц»;
§ сферическая поверхность в виде полусферы, обозначение – «СФ».
Определим площади выше перечисленных элементов следующим образом:
(2.1)
(2.2)
(2.3)
где S – площадь теплоизолирующей поверхности, ;
– радиус круга, представляющего плоскую стенку, м.
Теплопотери через плоскую стенку.
Окружающей среде теплота передаётся через плоскую стенку, в виде круга, теплопроводностью. Расчётная схема представлена на рисунке 2.2. Тепловой поток через плоскую двухслойную стенку определяется по следующей формуле:
(2.4)
где – тепловой поток через плоскую стенку, Вт;
– удельный тепловой поток через плоскую стенку, .
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
5 |
Рисунок 2.2 – Расчётная схема плоской стенки.
Удельный тепловой поток через двухслойную плоскую стенку равен:
(2.5)
Для построения схемы, необходимо найти температуру между слоями плоской стенки ( ). Искомую температуру можно найти следующим образом:
. (2.6)
где – температура между слоями плоской стенки, К;
– температура внутри объекта теплоснабжения, К;
– удельный тепловой поток через плоскую стенку, ;
– толщина внутреннего слоя плоской стенки, м;
- теплопроводность внутреннего слоя плоской стенки, .
С учётом удельного теплового потока, тепловой поток через плоскую стенку будет равен:
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 327; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!