Вариант 8 КУРСОВАЯ + ЛАБЫ / Лаба 2 / Лабораторная работа №2 ВАРИАНТ 8
.docxФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
(РУТ (МИИТ))
ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра «Инженерная защита окружающей среды»
Направление (специальность) УЗС-311«Инженерная экология»
Лабораторная работа
Исследование эффективности оребрения в зависимости от геометрических и теплофизических факторов
Выполнил:
Подуфалов М.М.
Проверил:
Тимошенкова Е.В.
МОСКВА-2017
В трубе прямоугольного сечения движется вода с температурой tж1, коэффициент теплоотдачи от воды к стенке α1. Со стороны воздуха применено оребрение, температура окружающего воздуха tж2, коэффициент теплоотдачи с поверхности оребреной стенки α2
t0 – температура основания ребра (температура на промежутке стены, где находится точка основания ребра)
tк – температура на конце ребра
Необходимо:
Исследовать эффективность работы одного прямого ребра постоянного сечения в зависимости от высоты ребра.
Исследовать эффективность работы одного прямого ребра постоянного сечения в зависимости от материала, из которого оно изготовлено.
Определяем температуру в основании ребра t0
Допущение: при определении t0 допустим, что на промежутке стены, где находится точка основания ребра плоская стенка (часть, которая без оребрения) определяем q по формуле переноса теплоты от одной окружающей среды с температурой tж1 к другой с температурой tж2 для плоской стенки:
Титан:
Чугун:
λ– коэффициент теплопроводности материала стенки, Вт/мК
δ – половина толщины ребра, или 2δ – толщина ребра, м.
Титан:
Чугун:
Титан:
Чугун:
Определяем комплексный параметр N
Для ребра со стороны воздуха коэффициент теплоотдачи с поверхности оребренной стенки α2, δ – половина толщины ребра
Комплексный параметр N:
Титан:
Чугун:
Определяем температуру на конце ребра tк
Отсюда находим tк, ,0С
Титан:
Чугун:
Таблица №1 (Титан)
x, мм |
5 |
10 |
15 |
20 |
26 |
h высота ребра, мм |
tк,, 0С |
24,294 |
23,036 |
22,479 |
22,147 |
21,883 |
|
Таблица №2 (Чугун)
x, мм |
5 |
10 |
15 |
20 |
26 |
h высота ребра, мм |
tк,, 0С |
41,924 |
35,503 |
32,658 |
30,962 |
29,614 |
|
Построить зависимость tк=f(x),
График №1 (Титан)
График №2 (Чугун)
2) Исследовать эффективность работы одного прямого ребра постоянного сечения в зависимости от материала, из которого оно изготовлено, при этом коэффициент теплоотдачи с поверхности ребра α2=15 Вт/м2К при температуре окружающего воздуха tж2 = 200С; коэффициент теплоотдачи от жидкости к стенке α1=260 Вт/м2К при температуре горячей воды tж1= 660С.
Определяем эффективность работы ребра
Титан:
Чугун:
где - средняя температура по высоте ребра, оС
Титан:
Чугун:
Вывод: при проведении исследования эффективности оребрения в зависимости от геометрических и теплофизических факторов, мы пришли к выводу, что:
Эффективность работы ребра постоянного сечения при высоте ребра равной 5мм выше при использовании чугуна, т.к. , а у титана
Эффективность работы прямого ребра постоянного сечения в зависимости от материала, из которого оно изготовлено, выше у чугуна (0,646), чем у титана (0,607)
Таблица №1
№ варианта |
Задание |
8 |
1а; 1б |
Исследование эффективности работы одного прямого ребра постоянного сечения в зависимости от материала из которого оно изготовлено и от высоты цилиндра
Таблица №2
вариант |
Материал стенки |
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/мК |
Теплоноситель |
Высота цилиндра, мм |
tст, оС |
tж, оС |
вариант |
Размеры ребра |
А |
Титан |
|
Сухой воздух |
от 1000 до 3000 |
15 |
40 |
1
|
длина 20 мм высота 26 мм толщина 2 мм |
Б |
Чугун |
|
Вода |
от 1000 до 3000 |
20 |
95 |
||
В |
Медь |
|
Водяной пар |
от 1000 до 3000 |
25 |
120 |
2 |
длина 40 мм высота 10 мм толщина 4 мм |
Г |
Алюминий |
|
Дымовые газы |
от 1000 до 3000 |
35 |
450 |
||
Д |
Углеродная сталь |
|
Трансформаторное масло |
от 1000 до 3000 |
10 |
50 |
3 |
длина 60 мм высота 20 мм толщина 6 мм |