ВАРИАНТ 1
Задача №1
Определить потери давления в прямолинейном газопроводе низкого давления Dн×s=114×4 мм длиной l= 750 м при расходе природного газа V=210 м3/ч (ρ=0,73 кг/м3,υ=14,3×10-6 м2/с при tг=0оС и Рн=101,3 кПа).
Задача №2
По газопроводу Dн×s=273×7 мм транспортируется природный газ с расходом V0=4000 м3/ч. Длина газопровода 11 000 м. Определить конечное давление газа, если начальное давление составляет Рн=1,0 Мпа и известно, что на середине газопровода отбирается 900 м3/ч газа. Плотность природного газа и коэффициент кинематической вязкости соответственно равны ρ0=0,73 кг/м3; υ=14,3×10-6 м2/с (при tг=0оС и Р=101,3кПа).
Задача №3
По газопроводу низкого давления Dн×s=21,3×2,8 мм длиной l= 180 м подается газообразный пропан (ρ=2 кг/м3,υ=3,7×10-6 м2/с). Расход пропана составляет V=1,1 м3/ч. На газопроводе установлены два угольника 90° и пробочный кран. Определить конечное давление в газопроводе, если конечный пункт на 80 м выше начального.
...
Системы топливоснабжения
Задача.
В баллон с емкостью 50 л под давлением насоса заливают 20 кг пропана. После установления термодинамического равновесия температура пропана в баллоне становится равной 15 ⁰С. Определите давление, которое установилось в баллоне, количество жидкой и паровой фаз, а также % заполнения объема баллона жидкостью.
...
5.2 Расчетная часть
5.2.1 Дано: в большом объеме «насыщенной» жидкости, на вертикальной поверхности кипит вода при атмосферном давлении Рбар = 105 Па = 1 бар = 750 мм рт. ст. Плотность теплового потока на поверхности qс, Вт/м2.
Рассчитать:
5.2.1.1 Коэффициенты теплоотдачи α (в области пузырькового кипения воды) и температурные напоры Δt = tс – tн при различных плотностях теплового потока qс на поверхности теплообмена.
Коэффициент теплоотдачи определим по следующей формуле:
α=3,0∙q^0,7∙p_н^0,15;
α_1=3,0∙(8,0∙〖10〗^5 )^0,7∙1^0,15=40670Вт/(м^2∙℃);
α_2=3,0∙(9,0∙〖10〗^4 )^0,7∙1^0,15=8812Вт/(м^2∙℃);
α_3=3,0∙(6,0∙〖10〗^3 )^0,7∙1^0,15=1323Вт/(м^2∙℃).
5.4 Расчетная часть
5.4.1 Дано: В трубе диаметром d = 0,025 м при давлении Р = 1,5 МПа движется вода в состоянии насыщения со скоростью циркуляции wц и тепловых потоках на поверхности теплоотдачи qс (табл. 1).
Рассчитать:
5.4.1.1 Значения средних коэффициентов теплоотдачи α от поверхности трубы к кипящей жидкости.
5.4.1.2 Исследовать влияние на величину α теплового потока и скорости циркуляции.
Коэффициент теплоотдачи при кипении в большом объеме:
α_кип1=3,0∙(8,0∙〖10〗^5 )^0,7∙〖15〗^0,15=61051 Вт/(м^2∙℃);
α_кип2=3,0∙(9,0∙〖10〗^4 )^0,7∙〖15〗^0,15=13228Вт/(м^2∙℃);
α_кип3=3,0∙(6,0∙〖10〗^3 )^0,7∙〖15〗^0,15=1987Вт/(м^2∙℃).
...
5.2 Расчетная часть
5.2.1 Дано: в большом объеме «насыщенной» жидкости, на вертикальной поверхности кипит вода при атмосферном давлении Рбар = 105 Па = 1 бар = 750 мм рт. ст. Плотность теплового потока на поверхности qс, Вт/м2.
Рассчитать:
5.2.1.1 Коэффициенты теплоотдачи α (в области пузырькового кипения воды) и температурные напоры Δt = tс – tн при различных плотностях теплового потока qс на поверхности теплообмена.
Коэффициент теплоотдачи определим по следующей формуле:
5.3 Теоретическая часть
Теплоотдача при кипении в трубах и каналах существенно отличается от теплоотдачи при кипении в большом объёме, потому что процесс непрерывного парообразования оказывает существенное влияние на гидродинамику течения, а, следовательно, и на теплообмен. При кипении в трубах с постоянным подводом теплоты происходит непрерывное увеличение паровой и уменьшение жидкой фазы. Гидродинамическая структура двухфазного потока также зависит от расположения труб и каналов в пространстве.
В настоявшее время математическое моделирование течения и теплообмена двухфазных потоков чрезвычайно сложная и трудоемкая задача, поэтому информацию об уровне теплоотдачи при кипении в трубах и каналах получают из эксперимента. На рисунке 4 изображена зависимость коэффициента теплоотдачи в зависимости от плотности теплового потока, поступающего на поверхность трубы и скорости течения двухфазного флюида. При малых скоростях течения коэффициент теплоотдачи не зависит от скорости, а зависит только от теплового потока (тепловой нагрузки), поступающего к пароводяной смеси (участок 1). В этом случае расчет теплоотдачи при кипении в трубах аналогичен расчету при кипении в большом объеме. При больших скоростях двухфазного потока, наоборот, теплоотдача зависит только от скорости течения флюида – наблюдается турбулентный режим конвективного теплообмена (участок 3). Существует и переходный участок от режима кипения воды в большом объеме до режима конвективного теплообмена при турбулентном течении в трубах.
5.4 Расчетная часть
5.4.1 Дано: В трубе диаметром d = 0,025 м при давлении Р = 1,5 МПа движется вода в состоянии насыщения со скоростью циркуляции wц и тепловых потоках на поверхности теплоотдачи qс (табл. 1).
Рассчитать:
5.4.1.1 Значения средних коэффициентов теплоотдачи α от поверхности трубы к кипящей жидкости.
5.4.1.2 Исследовать влияние на величину α теплового потока и скорости циркуляции.
Коэффициент теплоотдачи при кипении в большом объеме:
...
