Определяющие поверхности аппарата



Скачать 271.59 Kb.
Дата09.10.2019
Размер271.59 Kb.
Название файлаMathcad - Тепловой_расчет.docx

Определяющие поверхности аппарата





1-внутренняя камера 2-наружная камера

  1. - крышка

  2. - изоляция

  3. - кожух

  4. - арматура

или другие. Поверхности для каждого аппарата определяют по приложению 8 (стр. 50).



Температура поверхности при нестационарном режиме работы аппарата



температура воздуха  25



внутренняя камера наружная камера

tвн_1  30


tнар_1  30

крышка tкр_1  55
изоляция tиз_1  40

кожух арматура

tкож_1  30
tарм_1  30



Температура поверхности при стационарном режиме работы аппарата




температура воздуха  25



внутренняя камера

tвн_2  60




наружная камера tнар_2  60
крышка tкр_2  90
изоляция tиз_2  60

кожух арматура



tкож_2  60
tарм_2  60



Определяем температуры поверхности при нестационарном режиме работы



tm

tm

tm
аппарата





tm

tm

tm
Определяем температуры поверхности при стационарном режиме работы


tm

tm

tm

tm
аппарата






tm

tm
Определяем коэффициент объемного расширения для нестационарного режима




10

β
вн_1 1  3.328  3

273  tпов_вн_1

из_1 1  3.273  3


10

β
273  tпов_из_1



βнар_1 
β
1

273  tпов_нар_1



1

 3.328  3



10
 3

1  3


βкож_1   3.328 
10

273  tпов_кож_1




10
βарм_1 1  3.328  3

кр_1 

273  tпов_кр_1

 3.195  10

273  tпов_арм_1



Определяем коэффициент объемного расширения для стационарного режима





β
вн_2 1  3.17  10 3

273  tпов_вн_2

из_2 1  3.17  10 3


β
273  tпов_из_2


βнар_2 
1

273  tпов_нар_2

 3.17  10 3

кож_2 1  3.17  10 3




10

β
273  tпов_кож_2

βкр_2 
1

273  tпов_кр_2

 3.026  3

арм_2 1  3.17  10 3




β
273  tпов_арм_2

Определяем перепад температур между теплоотдающей поверхностью ограждения и воздуха для нестационарного


режима

Δtвн_1  tвн_1  tв  5 Δtнар_1  tнар_1  tв  5 Δtкр_1  tкр_1  tв  30

Δtиз_1  tиз_1  tв  15 Δtкож_1  tкож_1  tв  5 Δtарм_1  tарм_1  tв  5





Определяем перепад температур между теплоотдающей поверхностью ограждения и воздуха для стационарного режима





Δtвн_2  tвн_2  tв  35 Δtнар_2  tнар_2  tв  35 Δtкр_2  tкр_2  tв  65

Δtиз_2  tиз_2  tв  35 Δtкож_2  tкож_2  tв  35 Δtарм_2  tарм_2  tв  35


Значения коэффициента кинематической вязкости, м2/с,


для нестационарного режима





Значения коэффициента кинематической вязкости, м2/с,

для стационарного режима






1-внутренняя камера (варочный сосуд) Lвн  0.432 2-наружная камера (варочный сосуд + толщина стенки) Lнар  0.603 3 - крышка (диаметр крышки) Lкр  0.620

  1. - изоляция (высота варочного сосуда + толщина изоляции Lиз  0.621

  2. - кожух (высота кожуха) Lкож  0.480

  3. - арматура Lарм  0.10


Определяем критерий Грасгофа для нестационарного



10
режима

Grвн_1 

βвн_1  g  Lвн3Δtвн_1

 6.563  7

g  9.81



10
νвн_1




2
Grнар_1 

βнар_1  g  Lнар3Δtнар_1


 1.785  8




10
νнар_1




2
Grкр_1 

βкр_1  g  Lкр3Δtкр_1


 8.753  8




10
νкр_1




2
Grиз_1 

βиз_1  g  Lиз3Δtиз_1


 5.086  8




10
νиз_1




2
Grкож_1 

βкож_1  g  Lкож3Δtкож_1


 9.003  7




10
νкож_1




2
Grарм_1 

βарм_1  g  Lарм3Δtарм_1


νарм_12

 8.141  5



Определяем критерий Грасгофа для стационарного режима

Grвн_2 

βвн_2  g  Lвн3Δtвн_2

 3.05  108




10

2
νвн_2




2
Grнар_2 

βнар_2  g  Lнар3Δtнар_2


 8.295  8



νнар_2

Grкр_2 

βкр_2  g  Lкр3Δtкр_2

 1.147  9



νкр_2

Grиз_2 

βиз_2  g 


10

10
ν

Lиз Δtиз_2




3

10

2
2

 9.061  8



Grкож_2 

из_2

2
βкож_2  g  Lкож3Δtкож_2

 4.184  8




10
νкож_2

Grарм_2 

βарм_2  g  Lарм3Δtарм_2

νарм_22

 3.783  6



Критерий Прандтля для нестационарного режима


Prвн_1  0.705 Prиз_1  0.703
Prнар_1  0.705 Prкож_1  0.705
Prкр_1  0.701 Prарм_1  0.705


Критерий Прандтля для стационарного режима


Prвн_2  0.699 Prиз_2  0.699
Prнар_2  0.699 Prкож_2  0.699
Prкр_2  0.694 Prарм_2  0.699

Определяем произведение критериев Грасгофа и Прандтля для



10

10

10
нестационарного режима




10

10

10
Grвн_1  Prвн_1  4.627  7 Grнар_1  Prнар_1  1.258  8 Grкр_1  Prкр_1  6.136  8

Grиз_1  Prиз_1  3.575  8 Grкож_1  Prкож_1  6.347  7 Grарм_1  Prарм_1  5.739  5


Определяем произведение критериев Грасгофа и Прандтля для



10
стационарного режима




10

10

10
Grвн_2  Prвн_2  2.132  8 Grнар_2  Prнар_2  5.798  8 Grкр_2  Prкр_2  7.962  8

Grиз_2  Prиз_2  6.333  8 Grкож_2  Prкож_2  2.925  8 Grарм_2  Prарм_2  2.645  6





10

10

Для нестационарного режима


1

Свн_1  0.135 nвн_1  3

1

Снар_1  0.135 nнар_1  3



1

Скр_1  0.135 nкр_1  3

1

Сиз_1  0.135 nиз_1  3


Скож_1  0.135


Сарм_1  0.54

nкож_1  1

3

nарм_1  1



4

Для стационарного режима


Свн_2  0.135


Снар_2  0.135
Скр_2  0.135
Сиз_2  0.135

nвн_2  1

3

nнар_2  1



3

nкр_2  1

3

nиз_2  1



3

Скож_2  0.135


Сарм_2  0.54

nкож_2  1

3

nарм_2  1



4



Коэффициент теплопроводности (λ) для нестационарного и стационарного режимов определяем по таблице 4 (стр. 25) по


значениям перепада температур Δt


λвн_1  0.0252

λнар_1  0.0252

λкр_1  0.0268

λиз_1  0.0260

λкож_1  0.0252

λарм_1  0.0252

λвн_2  0.0276

λнар_2  0.0276

λкр_2  0.0297

λиз_2  0.0276

λкож_2  0.0276

λарм_2  0.076





Определеяем коэффициент теплоотдачи конвекцией для нестационарного


режима

αК_вн_1 

[Свн_1  (Grвн_1  Prвн_1)]nвн_1  λвн_1 Lвн


 10.743

αК_нар_1 
α

[Снар_1  (Grнар_1  Prнар_1)]nнар_1  λнар_1 Lнар

[Скр_1  (Grкр_1  Prкр_1)]nкр_1  λкр_1
 10.743


К_кр_1 

Lкр


 18.843

αК_из_1 

[Сиз_1  (Grиз_1  Prиз_1)]nиз_1  λиз_1 Lиз


 15.244

αК_кож_1 
α

[Скож_1  (Grкож_1  Prкож_1)]nкож_1  λкож_1 Lкож

[Сарм_1  (Grарм_1  Prарм_1)]nарм_1  λарм_1

 10.743



К_арм_1 

Lарм


 5.946


Определеяем коэффициент теплоотдачи конвекцией для стационарного


режима

αК_вн_2 

[Свн_2  (Grвн_2  Prвн_2)]nвн_2  λвн_2 Lвн


 19.58

αК_нар_2 
α

[Снар_2  (Grнар_2  Prнар_2)]nнар_2  λнар_2 Lнар

[Скр_2  (Grкр_2  Prкр_2)]nкр_2  λкр_2
 19.58


К_кр_2 

Lкр


 22.776

αК_из_2 

[Сиз_2  (Grиз_2  Prиз_2)]nиз_2  λиз_2 Lиз


 19.58

αК_кож_2 
α

[Скож_2  (Grкож_2  Prкож_2)]nкож_2  λкож_2 Lкож

[Сарм_2  (Grарм_2  Prарм_2)]nарм_2  λарм_2

 19.58


К_арм_2 

Lарм


 26.273


Определяем абсолютные температуры ограждения и воздуха для нестационарного и стационарного режимов

Тв  273  tв  298


Твн_1  273  tвн_1  303 Твн_2  273  tвн_2  333
Тнар_1  273  tнар_1  303 Тнар_2  273  tнар_2  333
Ткр_1  273  tкр_1  328 Ткр_2  273  tкр_2  363


Тиз_1  273  tиз_1  313 Ткож_1  273  tкож_1  303

Тиз_2  273  tиз_2  333 Ткож_2  273  tкож_2  333



Тарм_1  273  tарм_1  303 Тарм_2  273  tарм_2  333


Определяем коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием для


нестационарного режима

ξвн_1  0.039

Со  5.67


ξвн_1  Со
Твн_1 4
Тв 4

ξнар_1  0.039

αЛвн_1 

tвн_1  tв 

100



100

 0.24

 


ξнар_1  Со

Тнар_1 4

Тв 4

αЛнар_1 

ξкр_1  0.039

tнар_1  tв 


100



100



 0.24

 


ξкр_1  Со

Ткр_1 4

Тв 4

ξиз_1  0.096

αЛкр_1 

tкр_1  tв 

100



100

 0.272

 


ξиз_1  Со

Тиз_1 4

Тв 4

αЛиз_1 
ξкож_1  0.057

tиз_1  tв 

100



100

 0.621

 


ξкож_1  Со

Ткож_1 4

Тв 4

ξарм_1  0.86

αЛкож_1 

tкож_1  tв 
100



100



 0.351

 


ξарм_1  Со

Тарм_1 4

Тв 4

αЛарм_1 

tарм_1  tв 
100



100



 5.293

 



Определяем коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием для


стационарного режима

ξвн_2  0.039

Со  5.67


ξвн_2  Со
Твн_2 4
Тв 4

ξнар_2  0.039

αЛвн_2 

tвн_2  tв 

100



100

 0.279

 


ξнар_2  Со

Тнар_2 4

Тв 4

αЛнар_2 

ξкр_2  0.039

tнар_2  tв 


100



100



 0.279

 


ξкр_2  Со

Ткр_2 4

Тв 4

ξиз_2  0.96

αЛкр_2 

tкр_2  tв 

100



100

 0.322

 


ξиз_2  Со

Тиз_2 4

Тв 4

αЛиз_2 
ξкож_2  0.057

tиз_2  tв 

100



100

 6.859

 


ξкож_2  Со

Ткож_2 4

Тв 4

ξарм_2  0.86

αЛкож_2 

tкож_2  tв 
100



100



 0.407

 


ξарм_2  Со

Тарм_2 4

Тв 4

αЛарм_2 

tарм_2  tв 
100



100



 6.144

 



Определяем результирующий коэффициент теплоотдачи при нестационарном и стационарном режиме


ΣαЛ_1  (αЛвн_1  αЛнар_1  αЛкр_1  αЛиз_1  αЛкож_1  αЛарм_1)  7.017

ΣαЛ_2  (αЛвн_2  αЛнар_2  αЛкр_2  αЛиз_2  αЛкож_2  αЛарм_2)  14.29


ΣαК_1  (αК_вн_1  αК_нар_1  αК_кр_1  αК_из_1  αК_кож_1  αК_арм_1)  72.263

ΣαК_2  (αК_вн_2  αК_нар_2  αК_кр_2  αК_из_2  αК_кож_2  αК_арм_2)  127.368


α_1  ΣαЛ_1  ΣαК_1  79.279

α_2  ΣαЛ_2  ΣαК_2  141.658




Определяем площадь каждой поверхности аппарата



площадь внутренней камеры площадь наружной камеры

Fвн  π  Dкам  Lвн  1.086 Fнар  π  Dкам  Lнар  1.516

π  Lкр2

Dкам  0.8



площадь крышки Fкр 

4

 0.302



площадь изоляции Fиз  π  Dкам  Lиз  1.561

площадь кожуха Fкож  π  Dкам  Lкож  1.206


площадь арматуры

Fарм  0.001





Определяем потери тепла в окружающюю среду наружными элементами аппарата для нестационарного режима




10

10
Q5_вн_1  3.6  α_1  Fвн  (tвн_1  tв)  1.549  103 Q5_нар_1  3.6  α_1  Fнар  (tнар_1  tв)  2.163  103 Q5_кр_1  3.6  α_1  Fкр  (tкр_1  tв)  2.585  103 Q5_из_1  3.6  α_1  Fиз  (tиз_1  tв)  6.682  3 Q5_кож_1  3.6  α_1  Fкож  (tкож_1  tв)  1.722  3 Q5_арм_1  3.6  α_1  Fарм  (tарм_1  tв)  1.427

Определяем потери тепла в окружающюю среду наружными элементами аппарата для стационарного режима


Q5_вн_2  3.6  α_2  Fвн  (tвн_2  tв)  1.938  104 Q5_нар_2  3.6  α_2  Fнар  (tнар_2  tв)  2.705  104 Q5_кр_2  3.6  α_2  Fкр  (tкр_2  tв)  1.001  104 Q5_из_2  3.6  α_2  Fиз  (tиз_2  tв)  2.786  104


10
Q5_кож_2  3.6  α_2  Fкож  (tкож_2  tв)  2.153  4

Q5_арм_2  3.6  α_2  Fарм  (tарм_2  tв)  17.849




Определяем суммарые потери тепла в окружающую среду наружными элементами аппарата для нестационарного и стационарного режима





10
Q5_1  (Q5_вн_1  Q5_нар_1  Q5_кр_1  Q5_из_1  Q5_кож_1  Q5_арм_1)  1  1.47  4
Q5_2  (Q5_вн_2  Q5_нар_2  Q5_кр_2  Q5_из_2  Q5_кож_2  Q5_арм_2)  1  1.058  105

Определяем Q6 для нестационарного режима

Определяем массу отдельного элемента аппарата




ρвн  2670

δвн  0.003

Mвн  Fвн  δвн  ρвн  8.697

ρнар  2670

δнар  0.003

Mнар  Fнар  δнар  ρнар  12.139

ρкр  2670

δкр  0.025

Mкр  Fкр  δкр  ρкр  20.152

ρиз  924

δиз  0.020

Mиз  Fиз  δиз  ρиз  28.843

ρкож  2670

δкож  0.003

Mкож  Fкож  δкож  ρкож  9.663

ρарм  2750

δарм  0.01

Mарм  Fарм  δарм  ρарм  0.028


Определяем средние конечные температуры отдельных элементов

аппарата

tвн  105

tнар  110

tкр  90

tиз  85

tкож  60

tарм  40




tк_вн 
tвн_1  tвн 2

 67.5
tк_из 
tиз_1  tиз 62.5 2


tк_нар 

tк_кр 

tнар_1  tнар 70

2
tкр_1  tкр 72.5
tк_кож 

tкож_1  tкож 45

2
tарм_1  tарм




2 tк_арм 

 35


2

Удельные теплоемкости


Cвн  0.90

Cнар  0.90

Cкр  0.90

Cиз  1.97


Cкож  0.90 Cарм  0.93



Потери тепла на разогрев конструкции


Q6_вн  Cвн  Mвн  (tк_вн  tв)  332.65
Q6_нар  Cнар  Mнар  (tк_нар  tв)  491.637

10
Q6_кр  Cкр  Mкр  (tк_кр  tв)  861.511 Q6_из  Cиз  Mиз  (tк_из  tв)  2.131  3

Q6_кож  Cкож  Mкож  (tк_кож  tв)  173.935


Q6_арм  Cарм  Mарм  (tк_арм  tв)  0.256

Суммарные потери тепла на разогрев конструкции

Q6  Q6_вн  Q6_нар  Q6_кр  Q6_из  Q6_кож  Q6_арм  3.991  103




Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©genew.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Рабочая программа
Методические указания
Теоретические основы
Практическая работа
Методические рекомендации
Пояснительная записка
Общая характеристика
Учебное пособие
Общие сведения
История развития
Федеральное государственное
Теоретическая часть
Практическое задание
Физическая культура
Теоретические аспекты
Направление подготовки
Дипломная работа
государственное бюджетное
Образовательная программа
Техническое задание
Техническое обслуживание
Общие положения
квалификационная работа
Выпускная квалификационная
учебная программа
Методическая разработка
Общие требования
Самостоятельная работа
Рабочая учебная
Общая часть
Технологическая карта
Решение задач
История возникновения
Краткая характеристика
История создания
Организация работы
Исследовательская работа
Внеклассное мероприятие
Метрология стандартизация
Основная часть
Информационная безопасность
Рабочая тетрадь
Государственное регулирование
Методическое пособие
Техническая эксплуатация
образовательная организация
государственное автономное
Название дисциплины