Тепловой расчет контейнера с естественной циркуляцией воздуха (124439)

Посмотреть архив целиком

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ













Расчетно-графическая работа

Тепловой расчет контейнера с естественной циркуляцией воздуха













Омск 2006


Исходные данные:


Номер профиля: АМг6 П500-70

Материал стенки

ВТ-1

Размеры профиля

Толщина внешней стенки

1,5 мм

Толщина внутренней стенки

1,5 мм

Материал изоляции

2003

Наружный диаметр

1800 мм

Длина контейнера

10000 мм

Количество шпангоутов

16

Температура внешней среды

270 К

Температура внутри контейнера

300 К

Скорость набегающего потока

15 м/с

Скорость воздуха внутри контейнера

1,5 м/с


Разобьем продольное сечение стенки ТК на характерные слои:


Рис.1. Расчетная схема


1. Определение коэффициентов теплопроводности слоев

Коэффициенты определяются по следующей формуле:


.

1.Слой 0-1


За неимением сведений о теплопроводности сплава ВТ-1, возьмем теплопроводность сплава ВТ3-1: .

Коэффициент теплопроводности:


,


2.Слой 1-2


Площадь шпангоутов:


;


Площадь изоляции:



Коэффициент теплопроводности:



3.Слой 2-3


Площадь шпангоутов:


;

Площадь изоляции:



Коэффициент теплопроводности:



4.Слой 3-4


Площадь шпангоутов:


;


Площадь изоляции:



Коэффициент теплопроводности:



5.Слой 4-5


Коэффициент теплопроводности:

,


2.Определение термического сопротивления

Суммарное термическое сопротивление определяется по формуле:


.


Получим:


; ;

; ;

.


3. Определение суммарного коэффициента теплопередачи от внутреннего воздуха к внутренней стенке

Коэффициент определяется как следующая сумма:



Конвективная составляющая

Характерный размер:


Перепад температур:

.


Коэффициент температурного расширения:


.


Критерий Грасгофа


,

где - кинематическая вязкость воздуха при температуре внутри контейнера


.


Критерий Нуссельта вычисляем по следующей формуле:


.


Конвективный коэффициент теплопередачи


( - теплопроводность воздуха при температуре внутри контейнера):


.


Лучистая составляющая


Приведенная степень черноты:


,

где ;

;

.

.


Лучистый коэффициент теплопередачи ( - коэффициент излучения абсолютно черного тела):


.


Суммарный коэффициент теплопередачи от внутреннего воздуха к внутренней стенке:


.


4. Определение суммарного коэффициента теплопередачи от внешней стенки к внешнему воздуху


Коэффициент определяется как следующая сумма:



Конвективная составляющая

Число Рейнольдса:

,

где - скорость ветра;

- кинематическая вязкость воздуха при температуре снаружи контейнера.

.


При критерий Нуссельта рассчитывается по такой формуле:


.


Конвективный коэффициент теплопередачи

() - теплопроводность воздуха при температуре снаружи контейнера):


.


Лучистая составляющая


Приведенная степень черноты: .

Перепад температур: .

Лучистый коэффициент теплопередачи:


.


Суммарный коэффициент теплопередачи от внешней стенки к внешнему воздуху:


.


4. Определение коэффициента теплопередачи от внутреннего воздуха к внешнему воздуху


Определим соотношение диаметров:


.


При таком соотношении можно считать стенки как плоские. В этом случае искомый коэффициент ищется следующим образом:


.


5. Проверка правильности выбора перепадов температур

Расчетная температура внутренней стенки:


,

Где ;

.

.


Расчетная температура внешней стенки:


,

где .

.


Погрешности:


;

.


Погрешности больше 0,05%, поэтому необходимо повторить расчет, приняв скорости, полученные в первом приближении.

6. Повторный расчет с расчетными температурами

Суммарный коэффициент теплопередачи от внутреннего воздуха к внутренней стенке

Конвективная составляющая

Перепад температур:


.


Критерий Грасгофа


.


Критерий Нуссельта:


.


Конвективный коэффициент теплопередачи:


.


Лучистая составляющая

Лучистый коэффициент теплопередачи:


.


Суммарный коэффициент теплопередачи от внутреннего воздуха к внутренней стенке:


.


Определение суммарного коэффициента теплопередачи от внешней стенки к внешнему воздуху

Конвективная составляющая не меняется: .

Лучистая составляющая

Перепад температур:


.


Лучистый коэффициент теплопередачи:


.


Суммарный коэффициент теплопередачи от внешней стенки к внешнему воздуху:


.


Коэффициент теплопередачи от внутреннего воздуха к внешнему воздуху


.


Расчетная температура внутренней стенки:


,

где ;

.

.


Расчетная температура внешней стенки:


,

где .

.


Погрешности:


;

.


Погрешности меньше 0,05%, поэтому расчет можно прекратить.

7. Определение суммарной мощности нагревательных элементов

Площадь поверхности:


.


Необходимая для обогрева мощность:

.


Мощность нагревательных элементов в киловаттах:


.


Список использованных источников


  1. Шалай В.В. Термостатирование транспортных контейнеров. Учебное пособие. Омск: ОмПИ, 1982. 82 с.

  2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т 3. – 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001.


Случайные файлы

Файл
30763.rtf
121973.doc
62940.rtf
175840.rtf
ref-14586.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.