Создан заказ №994615
25 февраля 2016
решить для двух случаев 1) воздух неподвижен 2) поток воздуха обдувает провод со скоростью потока w
Как заказчик описал требования к работе:
1 задача № варианта 025 ( с 1-ой таблице 0, 2-я 2, 3-я 5)
Фрагмент выполненной работы:
решить для двух случаев:
1) воздух неподвижен;
2) поток воздуха обдувает провод со скоростью потока w, а угол ата-
ки потока составляет ψ.
Результаты расчета представить в виде таблицы 4.
Исходные данные (025): d = 1,5 мм; ψ = 500 ; L = 10 м;
w = 1,5 м/с ; tf = 10 0C; tw = 55 0C; Материал – медь (ρ = 1,7·10 -8 Ом·м).
Случай 1 – воздух неподвижен.
Определяющая температура : tm = 0,5·( tw + tf ) = 0,5·( 55 + 10 ) = 32,5 0C;
Интерполирование параметров воздуха:
Удельный объём
v =1,165+ ( 1,128 – 1,165 )·2,5/10 = 1,165 – 0,009 = 1,156 м3/кг;
Теплоёмкость ср = 1,005 кДж/кг·0С;
Теплопроводность
2,675 + (2,756 – 2,675)·2,5/10 = 2,675 + 0,020 λ = 2,695·10 -2 Вт/м·0С;
Кинематическая вязкость воздуха
16,0 + (16,96 – 16,0 )·2,5/10 = 16,0 + 0,24 ν = 16,24·10 -6 м2/с;
Критерий Прандтля
Prf = 0,701+ (0,699 - 0,701)·2,5/10 = 0,701 – 0,0005 = 0,7005;
Температурный коэффициент объёмного расширения воздуха:
β = 1/Tf = 1/283 = 0,00353 [ 1/0K];
Критерий Грасгофа :
Grf = βgl3·(tw – tf) / ν2 = 0,00353·9,8·0,00153·(55 – 10) / (16,24·10 -6 ) 2 = 19,93
здесь определяющий размер ( l ) для горизонтального расположения равен диаметру провода l = d = 0,0015 м.
Произведение критериев подобия Грасгофа и Прандтля:
Grf ·Prf = 19,93·0,7005 = 13,96 , поэтому для вычисления критерия Нуссельта выбираем коэффициент С = 1,18 и показатель степени n = 0,125.
Nu 1 = 1,18·(Grf·Prf) 0,125 = 1,18·13,96 0,125 = 1,18·1,39 = 1,64.
Тогда: α 1 = λ·Nu 1 / l = 2,695·10 -2· 1,64/ 0,0015 = 29,48 Вт /( м2·0С).
Тепловой поток от провода :
Q 1 = α 1·∆t·F = α 1·(tw - tf)·πdL = 29,48·(55-10)·3,14·0,0015·10 = 62,5 Вт.
Полное сопротивление медного провода:
R = ρ·L / πr2 = 1,7·10 -8·10 / 3,14·0,00075 2 = 17·10 -8/176,6·10 -8 = 0,096 Ом.
Тогда: I1 2·R = Q, отсюда: I1 = Q/R = 62,5,/0,096 = 25,5 A.
Решение:
1: α 1 = 29,48 Вт/ (м2·0С); Q 1 = 62,5 Вт; I1 = 25,5 A.
Случай 2 – от провода к потоку воздуха.
Ref = wl / ν = 1,5·0,0015 / 16,24·10 -6 = 138,5 > 102. (работа была выполнена специалистами Автор 24)
Режим течения воздуха турбулентный, тогда:
Nu 2 = 0,25·Ref0,6·Prf0,38 ·( Prf / Prw )0,25. В формулу входит критерий Прандтля
для меди проводника, определим его по справочной литературе.
Prw = ν /a = 73,6·10 -6 / 111,1·10 6 = 0,69
Кинематическая вязкость меди ν = 73,6 сСт = 73,6·10 -6 м2/с (для t=37,8 0C).
( Инженерный справочник. Физический справочник. Tah. Tab.ru )
Коэффициент температуропроводности меди
а = 111,1·10 6 м2 /с (интерполяцией для t = 55 0C ).
( Справочные материалы для решения задач по курсу «Теплообмен» )
Подставляя значения в формулу критериального уравнения для Nu 2 имеем:
Nu 2 = 0,25·138,5 0,6·0,7005 0,38·( 0,7005 / 0,69) 0,25 = 0,25·19,27·0,87·1,02 0,25 =
= 4,21. Тогда, коэффициент конвективной теплоотдачи:
α 2 = λ· Nu 2 / l = 2,695·10 -2· 4,21/0,0015 = 75,6 Вт /( м2·0С).
Поправочный коэффициент на угол атаки ψ =500 по графику рис. 2
составляет 0,88 , тогда α ψ = 0,88· 75,6 = 66,5 Вт /( м2·0С).
Тепловой поток от провода: Q 2 = α ψ·∆t·F = 66,5·(55 – 10)·3,14·0,0015·10 =
= 207,5 Вт. Тогда:
I 2 2·R = Q 2 ; I 2 = Q2 /R = 207,5/0,096 = 46,3 A.
Соотношение токов: I2 / I1 = 46,3 / 25,5 = 1,82...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
26 февраля 2016
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
решить для двух случаев
1) воздух неподвижен
2) поток воздуха обдувает провод со скоростью потока w.jpg
2020-11-27 18:05
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
очень понравилось сотрудничество с автором. быстро и очень качественно. советую!!!!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
