Основные расчетные соотношения

Ильин А.П.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплопередача»

 

 

Ижевск 2017

 

СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                                             стр

ВВЕДЕНИЕ……………………….…………………………………………… 4

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ………………………………………………. 5

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ…………………………….. 6

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 1………………………………….…………….. 11

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2………………………………………………... 13

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 3………………………………………………... 15

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 4………………………………………………... 18

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 5………………………………………………... 21

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 6………………………………………………... 22

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 7………………………………………………... 24

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 8………………………………………………... 26

ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………... 28

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………. 32

 

ВВЕДЕНИЕ

         Методические указания для курсовой работы составлены в полном соответствии с новыми рабочими программами по дисциплинам «Теплопередача».

    При изучении дисциплины определенное количество часов выделяется на самостоятельную работу студентов. В качестве контроля за самостоятельной работой студентов различных специальностей по дисциплинам, включающим разделы теплотехники, предложены варианты курсовой работы.

    Предлагаемые задания отражают связь теоретической части курса «Теплопередача» с ее прикладной частью в области энергетики нефтегазового комплекса.

    Выбор варианта и количество заданий производится преподавателем в зависимости от дисциплины и количества часов, выделенных на самостоятельную работу студентов.

 

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

 

    Q – тепловой поток, Вт;

    q, q_ℓ – поверхостная и линейная плотность теплового потока, Вт/м², Вт/м;

    t, T – температура, ⁰С, K;

    t – время, с (сут.);

    V, G – объемный и массовый расход (производительность), м³/c, кг/с;

l– коэффициент теплопроводности, Вт/(м.К);

a– коэффициент теплоотдачи, Вт/(м².К);

а – коэффициент температуропроводности, м²/с;

k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м².К);

F, f – площадь, м²;

d – диаметр, м;

d, ℓ – толщина, линейный размер, м;

w – линейная скорость, м/с;

u – массовая скорость, кг/(м².с);

n, m – кинематический и динамический коэффициенты
      вязкости, м²/с, Па×с;

b – температурный коэффициент объемного расширения, 1/К;

Г – геотермический градиент, ⁰С/м;

Р – индекс противоточности.

 

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

 

Закон Фурье

                                        q = -l ×grad t.                                                (1)

Закон Ньютона-Рихмана

                                        q = a ×(t_ж – t_c ).                                               (2)

Закон Стефана-Больцмана

                                 q_s = c_s×(T/100)⁴ .                                 (3)

Тепловой поток

                                 Q = q×F = q_ℓ × ℓ.                                           (4)

Плотность теплового потока при теплопроводности через многослойную плоскую стенку

                                         q = .                                                  (5)

Линейная плотность тепловой потока при теплопроводности через многослойную цилиндрическую стенку

                                     q_ℓ = .                                          (6)

Числа (критерии) подобия:

                                 Нуссельта Nu = ,                                      (7)

                           Рейнольдса Re =  = ,                            (8)

                       Грасгофа Gr = ,                      (9)

                             Прандтля Pr = .                               (10)

Таблица 1

Уравнения подобия конвективного теплообмена

Вид конвекции

Диапазон изменения определяющих комплексов

Уравнение подобия