Потери тепла технологического оборудования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра технологических  процессов и аппаратов

 

 

Расчётно-графическая работа

по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» на тему:

«Потери тепла технологического оборудования»

Вариант - 2

 

 

 

Факультет: МА

Группа: ЭМ-011

Выполнила: Боброва Н.С.

Проверил: Жуков В.И. 

 

 

 

Новосибирск

2012

Задание

Определить общее количество теплоты, которая отдается наружными  поверхностями вертикально расположенного аппарата в окружающую среду за 1час.

№ варианта	Форма аппарата	Геометрические размеры  аппарата, мм		Температура наружных поверхностей, t 'С
		Диаметр, Д	Высота, h	верти- кальные	горизон- тальные
1	2	3	4	5	6
2	Цилиндр	400	1000	45	50

При проведении расчетов принять:

1) температуру окружающей  среды t =25°C.

2) степень черноты полного  нормального излучения поверхности e =0,81.

 

Введение

Лучистый  теплообмен

Лучистый теплообмен — теплообмен между поверхностями, обусловленный их тепловым излучением. Излучение – процесс переноса энергии, выделившейся вследствие теплового движения в веществе, в виде электромагнитных волн через полностью или частично прозрачную для них среду.

Тепловой поток при  переносе теплоты излучением: ,               

где , e – степень черноты, которая изменяется от 0 до 1.

Если имеем две серые  пластины, разделенные прозрачной средой, то тепловой поток:

Если одно тело находится  внутри другого тела, причем поверхность внутреннего тела выпуклая, а внешнего – вогнутая, то тепловой поток, передающийся от внутреннего тела к внешнему:

КОНВЕКТИВНЫЙ  ТЕПЛООБМЕН

Естественная конвекция

Свободная конвекция - движение, возникающее вследствие различия плотностей неодинаково нагретых частей жидкой среды. При этом более горячая жидкость поднимается вверх, более холодная опускается вниз, т. е. возникают специфические циркуляционные токи вблизи поверхности нагрева.

Для свободной конвекции  критериальное уравнение: . С и n имеют различные значения в зависимости от режима процесса.

Вынужденная конвекция

Вынужденная конвекция - теплоноситель движется вдоль поверхности теплообмена с определенной скоростью под действием перепада давления, возникающего при подводе к жидкости механической энергии.

Для расчета коэффициента теплоотдачи вначале определяют режим течения, затем в зависимости  от режима течения используют уравнения.

Ламинарное движение жидкости в трубах:       

Турбулентное течение  жидкости в трубах:

Лучистый теплообмен

Вертикальная  стенка

Вт/м²

 м²

Вт

 

Горизонтальная  стенка

 Вт/м²

 м²

 Вт

 

Конвективный теплообмен

Вертикальная  стенка

°С

ν=16,48·10^-6 м²/с

λ=2,715·10^-2 Вт/мК

Pr=0,7

 К^-1

°С

Gr·Pr>2·10⁷ => C=0,135, n=1/3 – турбулентный режим

Вт/м²К

Вт/м²

Q₃=q₃·S₁=56,75·1,256=71,27 Вт

 

Горизонтальная  стенка

°С

ν=16,72·10^-6 м²/с

λ=2,7375·10^-2 Вт/мК

Pr=0,6995

К^-1

°С

Gr·Pr>2·10⁷ => C=0,135, n=1/3 – турбулентный режим

Вт/м²К

Вт/м²

Q₄=q₄·S₂=79,5·0,125=9,9Вт

 

Общий теплообмен

Q=Q_л+Q_к=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄=150,5+19,5+71,27+9,9=251,17 Вт

251,17·3600 Дж = 904212 Дж=904,212кДж