Задача № 9

Паропровод наружным диаметром d =150 мм расположен в большом помещении с температурой воздуха t_ж =29 °С. Темпера­тура поверхности паропровода t_c1 = 390 °С. Определить тепловые потери с единицы длины паропровода за счет излучения и кон­векции.

Степень черноты поверхности паропровода ε = 0,8. Температуру стен помещения можно принять равной температуре воздуха, т. е. t_c2 = 28 °С.

Найти также соответствующие величины потерь при температуре паропровода 190 °С.

Решение:

Тепловые потери излучением

q_l^изл. = εС₀πd [(T_c1 / 100)⁴ — (T_c2 / 100)⁴]

При t_c1 = 390 °С

q_l^изл. = 0,8∙5,67∙3,14∙0,15 (6,73⁴ — 3,03⁴) = 5,5∙10³ Вт/м.

При t_c1 = 190 °С

q_l^{изл .} = 2,85(4,73⁴ — 3,03⁴) = 1,185∙10³ Вт/м.

Для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией восполь­зуемся формулой Nu_ж = 0,50 (GrPr) _ж^1/4 для случая горизонтальной трубы.

В первом случае

Во втором случае

(GrPr) _ж = 2,62∙ 10⁸(120 /360) = 0,9∙ 10⁸

Числа Нуссельта и коэффициенты теплоотдачи

Nu_ж = 0,50(2,62∙ 10⁸) ^1/4 = 63,5

Nu_ж2 = 0,50(0,9∙ 10⁸) ^1/4 = 49

α₁ = Nu_ж1 (λ_ж / d) = 63,5(2,59 ∙ 10^-2 / 1,15) = 10,9 Вт /(м²∙K)

α₂ = 8,46 Вт /(м²∙K)

Тепловые потери конвекцией: при t_c1 = 390 °С

q_l^конв. = α₁π (t_c—t_ж) = 10,9∙3,14∙0,15∙360 = 1848 Вт/м;

при t_c1 = 190 °С

q_l^конв. = 8,46∙3,14∙0,15∙120 = 478 Вт/м;

Ответ:

При t_c1 = 390 °С q_l^изл. = 5500 Вт/м q_l^конв. = 1848 Вт/м q_l^изл. / q_l^конв. = 2,98;

При t_c1 = 190 °С q_l^изл. = 1185 Вт/м q_l^конв. = 978 Вт/м q_l^изл. / q_l^конв. = 2,4.

Поиск по сайту: