ТЕПЛОМАССООБМЕН

Контрольная работа №2

Контрольные вопросы

Задачи

 

Задача №9

 

Нагревательный   элемент   электрической   печи   для   нагрева   воздуха   выполнен   в   виде   нихромовой   трубки   длиной 1мс   внутренним   диаметром      d1= 20   км   и   толщиной стенки     δ1 =0,8   мм.    Снаружи   трубка   покрыта    слоем   изоляции   толщиной        δ2 =10   мм.   Температура   наружной   поверхности   изоляции          =45 °С,    коэффициент   теплоотдачи   к   окружающее   воздуху,    имеющему   температуру    =20°C,равен:       α2 =9   bт/(кг?К).    Расход воздуха   .через трубку   G. Определить   конечную   температуру   подогрева воздуха   при   значении   тока    Iв нагревательном   элементе.   Температура   воздуха   на   входе         =20°0. Удельное   электрическое   сопротивление   нихрома    ρ =1,1 Ом?мм2считать   постоянным.   Какой   при   этом   будет   средняя   температура   стенки   трубки?

 

 

Дано:

 

l = 1 м

I = 230 A

  t -? 

tст- ?

 

Решение:

 

 

Электрическое сопротивление на единицу длины нихромовой трубки 

Тепловой поток на единицу длины

Плотность потока тепла от наружной стенки изоляции к окружающему воздуху

Плотность потока тепла от внутренней  стенки трубы к протекающему по нихромовой трубке воздуху

Температуру воздуха на выходе из нихромовой трубки определим из уравнения баланса тепла

где сж принимаем равным

Определим температуру стенки трубки.

Средняя температура воздуха в трубке

Параметры воздуха при этой температуре

Скорость воздуха

Число Рейнольдса

Среднее число Нуссельта для длинной трубы при турбулентном течении

Средний   коэффициент   теплоотдачи   для длинной трубы

Запишем плотность потока тепла через среднелогарифмический напор

Откуда среднелогарифмический напор

Запишем среднелогарифмический напор в виде

 

 

Приравняв последние два равенства, найдем температуру стенки

 

 

 

К списку задач

Главная