3 2 По стальной трубе внутренний и внешний диаметр которой соответственно и а коэффициент теплопроводности

а) без накипи: Вт/м·К; Вт/м; ºС;
ºС.
б) с накипью: Вт/м·К; Вт/м; ºС.




















Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
СМ-14-005



15

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Селиверстов В.М., Бажан П.И. Термодинамика, теплопередача и теплообменные аппараты. – М.: Транспорт, 1988. – 288 с.
2. Нащокин В.В. Техническа

3.2.
По стальной трубе, внутренний и внешний диаметр которой соответственно и , а коэффициент теплопроводности Вт/(м·К), течет газ со средней температурой ; коэффициент теплоотдачи от газа к стенке . Снаружи труба охлаждается водой со средней температурой , коэффициент теплоотдачи от стенки к воде .
Определить линейный коэффициент теплопередачи от газа к воде, тепловой поток на 1 м длины трубы и температуры поверхностей трубы. Определить также температуру внешней поверхности трубы и , если она покрылась слоем накипи толщиной мм, коэффициент теплопроводности которой Вт/(м·К) (при ).
Исходные данные приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.1.
Первая цифра варианта , мм
, мм
, °С Вторая цифра варианта , °С , Вт/(м2·К) , Вт/(м2·К)
0 100 108 700 5 130 40 5000

Решение.
1. Линейный коэффициент теплопередачи от газа к воде:
(1)
,
Получим:
Вт/м·К.
(2)
2. Рассчитаем тепловой поток на 1 м длины трубы :
.
12
Вт/м.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
СМ-14-005

3. Рассчитаем температуры поверхностей трубы.
1
Ось симметрии

tж1
qL


tж2
1
tc1

2

вода
газ
tc2

d1

d2


1

Рисунок 3.1
(3)
Температуры поверхностей трубы найдем из уравнений Ньютона (см. рисунок 3.1.):
(4)
;
.
Из выражений (3) и (4) выразим температуру внутренней поверхности трубы и температуру наружной поверхности трубы :
(5)

(6)
.
Подставив числовые значения, находим:
ºС
ºС.



13

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
СМ-14-005

4. Выполним расчеты для случая, если труба покрылась слоем накипи толщиной мм, коэффициент теплопроводности которой Вт/(м·К) (рисунок 3.2.)

1
Ось симметрии
2

tж1
qL


tж2
1
tc1


газ
tc3
tc2
2

вода
d1

d2

d2+22

1
2

Рисунок 3.2
Линейный коэффициент теплопередачи от газа к воде:

,
Получим:
Вт/м·К.
Тепловой поток на 1 м длины трубы :
.
Вт/м.
14
Температуру наружной поверхности трубы можно вычислить по формуле (см. рисунок 3.2):
;
ºС.