Xem mẫu
- Bài 1 (10.14)
Daàu maùy bieán aùp chaûy trong oáng d = 10 mm, tf’= 80 oC, tf’’= 40 oC, vôùi löu
löôïng G = 120 kg/h. Nhieät ñoä beà maët oáng tw = 30 oC,
- Tính chieàu daøi oáng L.
- Tính Q cuûa 5 oáng (song song).
Giaûi:
Nhieät ñoä trung bình cuûa daàu:
tf = 0,5 (tf’+ tf’’) = 0,5 (80 + 40) = 60 oC
Tra thoâng soá vaät lyù cuûa daàu maùy bieán aùp ôû 60 oC (PL Baûng 24):
ρ = 856 kg / m 3 ; cp = 1, 905 kJ/kgK ; λ = 0,1072 W mK
; Prf = 87,8 ; Prw = 202
ν = 5,76 × 10
−6
m 2
s; β = 7,1.10-4 1/K
Toác ñoä daàu chaûy trong oáng
V 4G 4 ⋅120
w= = = = 0,496 m/s
F ρπd 2 3600 ⋅ 856 ⋅ π ⋅ 0,012
- ωd 0,496 × 0,01
Tieâu chuaån Reynolds: Re f = = −6
= 858
νf 5,76 × 10
Vì Ref < 2200 : chaûy taàng
gβd 3 (t f − t w ) 9,81 ⋅ 7,1 ⋅ 10 −4 ⋅ 0,013 (60 − 30 )
Gr = = = 6254,5
ν 2
(5,76 ⋅ 10 ) −6 2
PTTC khi chaûy taàng, giaû thieát L/d ≥ 50 :
0 , 25
0 ,1 ⎛ Prf ⎞
Nu f = 0,15 Re 0,33 Prf0, 43
f Grf ⎜ ⎜ Pr ⎟
⎟
⎝ w ⎠
0 , 25
⎛ 87,8 ⎞
= 0,15 ⋅ 8580,33 ⋅ 87,80, 43 ⋅ 6264,50,1 ⎜ ⎟ = 18,58
⎝ 202 ⎠
λf 0,1072 2
Heä soá toûa nhieät: α = Nu f = 18,58 = 199,1 W m K
d 0,01
120
Nhieät löôïng daàu nhaû Q1 = Gcp(tf’ – tf’’) = ⋅1,905(80 − 40 ) = 2,54 kW
3600
ra trong 1 oáng:
- Chieàu daøi oáng Töø PT: Q1 = απdL(tf – tw)
Q1 2540
= 13,54 m
Suy ra L= =
απd (t f − t w ) 199,1⋅ π ⋅ 0,01(60 − 30)
L 13,54
Kieåm tra = = 1354 > 50 do ñoù heä soá εl = 1.
d 0,01
Naêng suaát cuûa thieát bò coù 05 oáng:
Q = nQ1 = 5 x 2,54 = 12,7 kW
- BÌNH NGÖNG
- Bài 2: Bình ngöng coù 150 oáng (song song), ñöôøng kính trong d = 20 mm.
Löu löôïng nöôùc vaøo bình G = 84 kg/s, tf’= 30 oC, tf’’= 50 oC. Nhieät ñoä trung
bình BM oáng tw = 70 oC.
- Tính heä soá toûa nhieät α trong oáng.
- Tính L moãi oáng.
Giaûi: a) Heä soá toaû nhieät α
Nhieät ñoä trung bình cuûa nöôùc: tf = 0,5(30 + 50) = 40 oC
TSVL ρ = 992,2 kg/m3 ; cp = 4,174 kJ/kgK ; λ = 63,5.10-2 W/mK
ν = 0,659.10-6 m2/s ; Prf = 4,31 ; Prw = 2,55
Toác ñoä nöôùc chuyeån ñoäng trong oáng
4G 4 ⋅ 84
w= = = 1,8 m/s
ρπd 2 n 992,2 ⋅ π ⋅ 0,02 ⋅150
2
Re f =
wd
=
1,8 ⋅ 0,02
ν
= 54628 > 104
0,659 ⋅ 10− 6
- Giaû thieát L/d > 50 -> εl = 1
0 , 25
⎛ Pr ⎞
PTTC coù daïng: Nu f = 0,021 Re 0,8 Prf0, 43 ⎜ f ⎟
f ⎜ Pr ⎟
⎝ w⎠
0 , 25
⎛ 4,31 ⎞
= 0,021 ⋅ 54628 0,8 4,310, 43 ⎜ ⎟ = 276,58
⎝ 2,55 ⎠
λ 63,5 ⋅10 −2
α = Nu f = 276,58 = 8781,5 W / m 2K
d 0,02
b) Nhieät löôïng nöôùc nhaän ñöôïc
Q = Gcp(tf’’ – tf’) = 84 x 4,174(50 – 30) = 7012 kW
Q
Chieàu daøi moãi oáng L=
nαπdΔt
7012 ⋅103
= = 2,825 m
150 ⋅ 8781,5 ⋅ π ⋅ 0,02(70 − 40)
Kieåm tra laïi giaû thieát L/d = 2,825/0,02 = 141 > 50: thoaû maõn
- Bài 3: (nhö 10.23)
Khoùi chuyeån ñoäng trong oáng (0,4 x 0,8) m, L = 10 m. Löu löôïng G = 4,8
kg/s, nhieät ñoä trung bình tf = 300 oC.
Tính heä soá toûa nhieät α . Xem Prf = Prw.
Giaûi:
4F 4 ⋅ 0,4 ⋅ 0,8
KTXĐ: Þ töông ñöông d tñ = = = 0,533 m
U 2(0,4 + 0,8)
Khi tf = 300 oC, TSVL cuûa khoùi (PL B. 23)
TSVL: ρ = 0,617 kg/m3 ; λ = 4,84.10-2 W/mK ;
ν = 45,81.10-6 m2/s; Pr = 0,65
Toác ñoä khoùi trong oáng
V G = 4,8
w= = = 24,3 m/s
F ρF 0,617 ⋅ 0,4 ⋅ 0,8
ωd 24,3 ⋅ 0,533
Re f = = = 282730 > 104
νf 45,81 ⋅ 10 −6
- Cheá ñoä chaûy roái
0 , 25
⎛ Pr ⎞
PTTC: Nu f = 0,021 Re 0 ,80 Prf0 , 43 ⎜ f
f ⎜ Pr ⎟
⎟ εl
⎝ w ⎠
= 0,021.2827300,8.0,650,43.1,05 = 420
L 10
Vì = = 18,7 neân heä soá εl = 1,05 (Baûng 8.1)
d 0,533
−2
λf 4,84 ⋅ 10 2
Do ñoù α = Nu f = 420 = 38,1 W m K
d 0,533
- Bài 4: (nhö 10.37)
OÁng daãn khí noùng d = 500 mm, ñaët ngoaøi trôøi, gioù thoåi ω = 2 m/s xieân goùc
60o. Nhieät ñoä moâi tröôøng tf = 30 oC, nhieät ñoä BM oáng tw = 470 oC. Tính toån thaát
nhieät /1 m oáng.
Giaûi: KTXÑ d = 0,5 m NÑXD tf = 30 oC
−6
m2 s
−2
λ f = 2,7 × 10 W mK ν f = 16 × 10 Prf = 0,701
ωd = 2 ⋅ 0,5 = 6,25 ⋅ 104
Re f = −6
νf 16 × 10
Ñoái vôùi khoâng khí, khi Re > 103
Nu = 0,245 Re0,6 ε ψ (
= 0,245 6,25 ⋅ 10 4 )
0,6
⋅ 0,93 = 171,86
−2
λ 2,7 ⋅ 10
α = Nu = 171,86 = 9,28 W m 2 K
d 0,5
Toån thaát nhieät do ñoái löu
Qñl = απdL(tw – tf) = 9,28 . π . 0,5 . 1.(470 – 30) = 6411 W
- Bài 5 (10.42)
Chuøm oáng song song goàm 8 haøng, d = 60 mm, nhieät ñoä trung bình cuûa
doøng khoùi tf = 600 oC, toác ñoä ôû choã heïp nhaát w = 8 m/s. Nhieät ñoä trung bình cuûa
vaùch tw = 120 oC. Tính heä soá α cuûa chuøm oáng trong 2 tröôøng hôïp:
a. Goùc va ψ = 90 o
b. Goùc va ψ = 60 o
Giaûi: TSVL cuûa khoùi ôû t = 600 oC
f
−6 2 Prf = 0,62
λ f = 7,42 × 10
−2
W mK ν f = 93,61 × 10 m s Prw = 0,69
ωd 8 × 0,06 3
Re f = = −6
= 5127,7 > 1 ⋅ 10
νf 93,61 ⋅ 10
Neáu goùc va ϕ = 90 o thì PTTC cho haøng oáng thöù 3:
0 , 25
0 , 36 ⎛ Prf ⎞
0 , 25
0 , 65
Nu f = 0,22 Re f Prf ⎜ ⎛ 0,62 ⎞
⎜ Pr ⎟
0,65 0,36
⎟ = 0,22 ⋅ 5127,7 ⋅ 0,62 ⎜ ⎟ = 46,5
⎝ w⎠ ⎝ 0,69 ⎠
λf 0,0742
α 3 = Nu f = 46,5 = 57,5 W m 2 K
d 0,06
- Khoâng khí:
Nu f = 0,194 Re 0,65
f = 50 sai soá laø 7,5%
HSTN trung bình cuûa chuøm 8 daõy oáng :
0,6α 3 + 0,9α 3 + (8 − 2 )α 3
α90 = = 0,9375α 3 = 53,9 W m 2 K
8
Khi goùc va ψ = 60 o: Tra baûng 8.5 tìm ñöôïc εψ = 0,94.
Do ñoù α ψ = α 90 × ε ψ = 53,9 × 0,94 ≈ 50,7 W m 2 K
nguon tai.lieu . vn