Термодинамика и теплопередача (стр. 5 )

Задачи 1 – 7

В этих задачах рассмотрены вопросы стационарной теплопроводности при граничных условиях первого и третьего родов.

Плотность теплового потока определяется согласно закону Фурье.

Задачи 8 – 9

В этих задачах рассмотрены вопросы нестационарной теплопроводности. Эти задачи решаются с помощью уравнений

= N1cos(0) exp(-m12Fo) = N1exp(-m12Fo),

= N1сos(m1) exp(-m12Fo) = P1exp(-m12Fо).

Величины m1, N1 и P1 выбираются как функции числа Био по табл. 5 приложения.

Для решения этих задач можно также использовать приводимые в учебниках номограммы.

Задачи 10 – 14

В этих задачах главная цель – нахождение коэффициента теплоотдачи при различных случаях течения жидкости. Для достижения этой цели в каждом конкретном случае необходимо выбрать в учебнике соответствующее уравнение подобия.

Следует обращать внимание на то, какой характерный размер входит в числа подобия и по какой определяющей температуре вычисляются теплофизические параметры (вязкость, коэф. теплопроводности и т. д.).

Численные значения теплофизических параметров для воды и воздуха приведены в табл. 2 и 4 приложения.

Количество подводимой (отводимой) теплоты находится по уравнению Ньютона – Рихмана.

Задачи 15 – 16

В этих задачах тепловой поток находится по закону Стефана – Больцмана.

Задачи 17 – 18

Решения этих задач основаны на использовании уравнений теплового баланса и теплопередачи. Следует обратить внимание на нахождение среднего температурного напора.

Рекомендуемая литература

1.  Карминский и теплопередача. Учебник для вузов. Ростов-на-Дону: РГУПС, 2001.150 с.

2.  Теплотехника: Учебник для студентов втузов/ , , и др.; Под общ. ред. . М.: Машиностроение, 1986. 432 с.

3.  Техническая термодинамика: Учеб. для машиностроит. спец. вузов/ , , и др.; Под ред. . 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1991. 384 с.

4.  Задачник по технической термодинамике и теории тепломассообмена: Учеб. пособие для энергомашиностроит. спец. вузов/ , , и др.; Под ред. и . М.: Высш. шк., 1986. 383 с.

5.  , , Сукомел . Учебник для вузов. Изд.3-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1975. 488 с.

6.  , Сукомел по теплопередаче: Учеб. пособие для вузов. 4-е изд., перераб. М.: Энергия, 1980.288 с.

Приложение

Таблица 1

Численные значения коэффициентов в уравнении для нахождения mcvm

Газ	А, кДж/ кмоль×К	В, кДж/ кмоль×К	С×105	D	E, K	F, кДж/ кмоль×К	H, K/град
Н2	19,690	0,780	88,0	0,985	-273	0,14	9,444
О2	27,218	-6,209	-1,90	1,570	-273	0,26	5,555
N2	25,326	-4,622	-0,17	1,860	-273	-0,10	3,333
Воздух	25,774	-5,016	-0,394	1,750	-273	0,10	5,555
Н2О	40,000	-14,82	-1,36	1,500	-273	0,00	1,000
СО	25,800	-4,992	-0,394	1,750	-273	0,00	1,000
СО2	49,000	-4868	-1,30	1,440	7727	0,35	6,666
Продукты сгорания дизельного топлива при a = 1	30,563	-8,373	-3,761	1,415	-273	0,10	5,555

Таблица 2

Теплофизические свойства сухого воздуха при давлении 760 мм рт. ст.

t, °C	r, кг/м3	ср, кДж/кг×К	l×102, Вт/м×К	a×106, м2/с	m×106, Па×с	n×106, м2/с	Pr
-50	1,584	1,013	2,04	12,7	14,6	9,23	0,728
0,0	1,293	1,005	2,44	18,8	17,2	13,28	0,707
50	1,093	1,005	2,83	25,7	19,6	17,95	0,698
100	0,946	1,009	3,21	33,6	21,9	23,13	0,688
200	0,746	1,026	3,93	51,4	26,0	34,85	0,680
300	0,615	1,047	4,60	71,6	29,7	48,33	0,674
400	0,524	1,068	5,21	93,1	33,0	63,09	0,678
500	0,456	1,093	5,74	115,3	36,2	79,38	0,687
600	0,404	1,114	6,22	138,3	39,1	96,89	0,699
700	0,362	1,135	6,71	163,4	41,8	115,4	0,706
800	0,329	1,156	7,18	188,8	44,3	134,8	0,713
900	0,301	1,172	7,63	216,2	46,7	155,1	0,717
1000	0,277	1,185	8,07	245,9	49,0	177,1	0,719
1100	0,257	1,197	8,50	276,2	51,2	199,3	0,722
1200	0,239	1,210	9,15	316,5	53,5	233,7	0,724

Таблица 3

Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по температурам)

t	T	p	u'	u"	h'	h"	r	s'	s"
0,01	273,15	6,112 ·102	0,00100022	206,175	0,00061	2501,0	2501,0	0,000	9,1562
10	282,15	1,1473·103	0,00100003	106,419	41,99	2519,4	2477,4	0,1510	8,9009
20	293,15	2,3368·103	0,0010017	57,833	83,86	2537,7	2453,8	0,2963	8,6674
30	303,15	4,2417·103	0,0010043	32,929	125,66	2555,9	2430,2	0,4365	8,4537
50	323,15	1,2335· 104	0,0010121	12,048	209,26	2591,8	2382,5	0,7035	8,0771
70	343,15	3,1161·104	0,0010228	5,0479	292,97	2626,8	2333,8	0,9548	7,7565
100	373,15	1,01325·105	0,0010437	1,6738	419,06	2676,3	2257,2	1,3069	7,3564
150	423,15	4,7597·105	0,0010908	0,39261	632,2	2746,3	2114,1	1,8416	6,8381
200	473,15	1,5551· 106	0,0011565	0,12714	852,4	2791,4	1939,0	2,3307	6,4289
250	523,15	3,9776·106	0,0012513	0,05002	1085,8	2799,5	1713,7	2,7936	6,0693
300	573,15	8,5917·106	0,0014041	0,02162	1345,4	2748,4	1403,0	3,2559	5,7038

Таблица 4

Теплофизические свойства воды при атмосферном давлении и на линии насыщения

t, оС	р×10-5, Па	rI, кг/м3	h, кДж/кг	ср, кДж/кг×К	l×102, Вт/м×К	m×106, Па×с	s×104, Н/м	b×104, 1/К	Pr
0	1,013	999,9	0,0	4,212	55,1	1788	756,4	-	13,67
10	1,013	999,7	42,04	4,191	57,4	1306	741,6	0,7	9,52
20	1,013	998,2	83,91	4,183	59,9	1004	726,9	1,82	7,02
30	1,013	995,7	125,7	4,174	61,8	801,5	712,2	3,21	5,42
40	1,013	992,2	167,5	4,174	63,5	653,3	696,5	3,87	4,31
50	1,013	988,1	209,3	4,174	64,8	549,4	676,9	4,49	3,54
60	1,013	983,1	251,1	4,179	65,9	469,9	662,2	5,11	2,98
70	1,013	977,8	293,0	4,187	66,8	406,1	643,5	5,7	2,55
80	1,013	971,8	355,0	4,195	67,4	355,1	625,9	6,32	2,21
90	1,013	965,3	377,0	4,208	68,0	314,9	607,2	6,95	1,95
100	1,013	958,4	419,1	4,220	68,3	282,5	588,6	7,52	1,75
150	4,76	917,0	632,2	4,313	68,4	186,4	486,6	10,3	1,17
200	15,55	863,0	852,5	4,505	66,3	136,4	376,7	13,1	0,93
250	39,78	799,0	1085,7	4,844	61,8	109,9	261,9	18,1	0,86
300	85,92	712,5	1344,9	5,736	54,0	91,2	144,2	29,2	0,97
350	165,37	574,4	1671,4	9,504	43,0	72,6	38,16	66,8	1,60
370	210,53	450,5	1892,5	40,321	33,7	56,9	4,709	264	6,79

Диаграмма d – H влажного воздуха

(составлена для атмосферного давления рб = 99300 Па = 745 мм рт. ст.)

Таблица 5

Численные значения величин m1, N1 и P1 для расчетов охлаждения (нагревания) безграничной пластины

Bi	m1	N1	P1	Bi	m1	N1	P1
0,00	0,0000	1,000	1,000	1,00	0,8603	1,119	0,729
0,01	0,0998	1,002	0,997	1,20	0,9171	1,134	0,689
0,02	0,1410	1,003	0,993	1,40	0,9649	1,148	0,653
0,04	0,1987	1,006	0,987	1,60	1,0008	1,159	0,619
0,06	0,2425	1,010	0,981	2,00	1,0769	1,179	0,559
0,10	0,311	1,016	0,967	3,00	1,1925	1,210	0,448
0,16	0,3896	1,026	0,948	4,00	1,2646	1,229	0,370
0,20	0,4328	1,031	0,936	5,00	1,3138	1,240	0,314
0,30	0,5218	1,045	0,906	10,0	1,4289	1,262	0,180
0,40	0,5932	1,058	0,877	20,0	1,4961	1,270	0,094
0,50	0,6533	1,070	0,849	50,0	1,5400	1,272	0,040
0,60	0,7051	1,081	0,823	80,0	1,5514	1,273	0,025
0,80	0,7910	1,102	0,774	100,0	1,5560	1,173	0,020