Потери тепла в окружающую среду
Определяем размеры боковой поверхности кожуха котла:
Fкож=3,14·Dзк·Hзк=3,14·0,76·0,5= 12м2, а также tст –
Среднюю расчетную температуру кожуха, которая в начале нагревания была 20 °С, а в момент кипения 50°С:
tст =(50+20)/2=35 °С.
Перепад температур при нагревании и кипении, равен при нагревании:
Dt1 = tст- tв=35-20=15 °С.
При кипении:
Dt2 = tст- tв=50-20=30 °С.
определяем коэффициент отдачи тепла лучеиспусканием:
С – коэффициент пропорциональности, С=4,9;
e – коэффициент черноты эмалированной стали, e=0,88;
tст – средняя температура стенки кожуха, °С;
tв – температура окружающего воздуха, °С;
aл нагр=20,8кДж/м3час°С,
aл кип=22 кДж/м3час°С
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией: средняя температура воздуха, соприкасающегося с автоклавом:
tрасч нагр =( tср + tв)/2=(35+20)/2= 27,5 °С,
tрасч кип =( 50 + 20)/2=35 °С.
Имеем коэффициенты теплопроводности для воздуха:
l=9,2·10-2 кДж/м час, °С, при t°=27,5 °С и
l=9,4·10-2 кДж/м час, °С, при t°=35 °С.
Соответственно коэффициент кинематической вязкости:
n=16,3·10-6 м2/сек при t°=27,5 °С и
n=17,1·10-6 м2/сек, при t°=35 °С.
Для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией необходимо знать величины критериев Прандтля, Грасгофа и Нуссельта.
Критерий Прандтля (Pr) является безразмерным физическим параметром теплоносителя, в данном случае воздуха. Величина этого параметра зависит от физической природы, температуры и давления воздуха.
Для температуры 25-35 °С принимают Pr=0.722.
Критерий подобия Грасгофа (Gr) является критерием кинематического подобия для процессов теплоотдачи при свободном движении воздуха.
Критерий Нуссельта (Nu) содержит искомую величину коэффициента теплоотдачи и является критерием теплового подобия.
Gr=(gbd3Dt)/n2,
Где g – ускорение силы тяжести, g=9,81 м/сек2;
b – коэффициент объемного расширения воздуха, 1/°С.
b=1/( tст+273)= 1/( 35+273)=1/308 для периода кипения;
b=1/( tст+273)= 1/( 50+273)=1/300,5 для периода нагрева.
Dt = tст - tв – разность температур стенок кожуха и воздуха;
d3=Dзк3=0,763 – наружный диаметр котла, м.
Grнагр=(9,81·1·0,763·15)/(300,5·(16,3·10-6)2)=8,1·108,
Grкип=(9,81·1·0,763·30)/(308·(17,1·10-6)2)=14,3·108.
Для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией определяем критерий Нуссельта:
Nu=C(Pr·Gr)n,
Где С=0,135 – коэффициент пропорциональности;
n=1/3 – показатель степени;
Pr·Grнагр=0,722· 8,1·108=584·106,
Pr·Grкип=0,722· 14,3·108=1030·106, тогда
Коэффициент отдачи тепла конвекцией:
aк нагр=Nu·lк/Dз к=13,7 кДж/м3час°С,
aк кип=Nu·lк/Dз к=17 кДж/м3час°С.
Отсюда потери тепла в окружающую среду кожухом:
Q5 зк нагр=(aл +aк)·Fкож·Dt=598,7 кДж
Q5 зк кип=(aл +aк)·Fкож·Dt=1398,4 кДж.
Потери тепла в окружающую среду шейкой котла
Боковая поверхность шейки котла
Fш=0,42 м2.
За период нагрева от комнатной температуры до кипения температура шейки в среднем:
tш=(100+20)/2=60 °С, в период кипения tш=100 °С.
Перепад температуры между tш и температурой воздуха для периода нагревания:
Dt=60-20=40 °С, а в период кипения Dt=100-20=80 °С.
Расчетная температура воздуха, соприкасающегося с шейкой котла:
В период нагревания: t°р=(60+20)/2=40 °С;
В период кипения: t°р=(100+20)/2=60 °С.
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием от шейки котла:
Другие статьи по теме
Отопление и вентиляция жилого дома с гаражом
Проект
отопления и вентиляции воздуха «Жилого дома с подземным гаражом на 52 места по
улице Розы Люксембург в городе Екатеринбурге» выполнен на основании
архитектурно – строительных чертежей и действующих СниП иСН.
Расчетная т ...
Пистолет ПЖ
При создании стрелкового
оружия возникает вопрос, какой патрон использовать.
Много раз предпринимались
попытки использовать безгильзовые патроны. Например, патрон фирмы Динамит –
Нобель DM11 4,7 для автомата G11 или
сг ...