Pt 050998

UNIVERZITET U NOVOM SADU FAKULTET TEHNICKIH NAUKA Masinski odsek ISPITNI ZADACI IZ PRENOSA TOPLOTE 5. 9. 1998. 1. Unutrasnja povrsina zida visokotemperurnog reaktora nalazi se na 1623 K. Zid reaktora ima ukupnu debljinu od 350 mm, i sacinjen je iz dva sloja. Unutrasnji sloj je od vatrootpornog materijala cija je toplotna provodivost jednaka 0.86 W/mK, a prema spolja je oblozen izolacionim materijalom sa provodljivoscu od 0.16 W/mK. Izolacioni materijal ima maksimalnu radnu temperaturu od 1473 K. Temperatura okolnog ambijenta je 293 K, i procenjuje se da je koeficijent konvektivne razmene toplote prema okolini jednak 10 W/m 2 K. Treba izracunati debljinu izolacije koja daje najmanje gubitke, vrednost tih minimalnih gubitaka, i temperatutu izolacije. Pod pretpostavkom da izracunati gubitak nije prihvatljiv (veliki je), da li bi dodatni sloj druge izolacije, preko izolacije spolja, mogao da snizi ove gubitke pod istim uslovima kako su ovde dati? Dajte vase misljenje. 2. Temperatura vrelog gasa koji struji kanalom meri se termoparom. U ustaljenom rezimu, termopar pokazuje temperaturu od t 1 = 300 o C, a temperatura na povrsini zida kanala je tada t 2 = 200 o C. 3. Treba izracunati gresku merenja usled zracenja izmedju vrha termopara i zida kanala, a takodje odrediti stvarnu temperaturu gasa t f . Smatrati da vrh termopara ima emisivnost 0.8, a koeficijent prelaza toplote od gasa ka vrhu termopara iznosi 58 W/m 2 C. 4. Kolika bi iznosila greska, i da li bi se merenje popravilo ako bi se postavljanjem izolacije oko kanala temperatura t 2 podigla na 250 o C. 3. Vazduh sa 20 o C struji preko ravne ploce brzinom od 3 m/s. Ploca ima sirinu od 1.5 m poprecno na pravac strujanja i duzinu 2 m. Povrsina izlozena vazduhu ima jednaku temperaturu od 90 o C. Pod pretpostavkom da je proces ustaljen, da je razmena toplote izmedju ploce i vazduha bez uticaja zracenja, treba odrediti: a) vrednost lokalnog koeficijenta prelaza toplote izmedju ploce i vazduha na sredini ploce, 4. najvecu i najmanju vrednost lokalnog koeficijenta prelaza na ploci, 5. vrednost prosecnog koeficijenta prelaza za celu plocu, 6. razmenjeni toplotni protok izmedju ploce iz vazduha, smtrajuci da prosecni koeficijent prelaza odgovara razlici temperatura na mestu nastrujavanja. Poznato je da se, zavisno od vrednosti lokalnog Rejnolds-ovog broja kod ove vrse strujanja mogu koristiti sledece jednacine za lokalni Nuselt-ov broj: 350 mm x 1623 K m ax 1473 K 293 K t 2 t 1 t f

Upload
robert-ortiz
Category

Documents
view
5
download
3

Embed Size (px):

description

ioio

Transcript of Pt 050998

maric-05

UNIVERZITET U NOVOM SADU

FAKULTET TEHNICKIH NAUKA

Masinski odsek

ISPITNI ZADACI IZ PRENOSA TOPLOTE

5. 9. 1998.

EMBED Designer.Drawing.6

Unutrasnja povrsina zida visokotemperurnog reaktora nalazi se na 1623 K. Zid reaktora ima ukupnu debljinu od 350 mm, i sacinjen je iz dva sloja. Unutrasnji sloj je od vatrootpornog materijala cija je toplotna provodivost jednaka 0.86 W/mK, a prema spolja je oblozen izolacionim materijalom sa provodljivoscu od 0.16 W/mK. Izolacioni materijal ima maksimalnu radnu temperaturu od 1473 K. Temperatura okolnog ambijenta je 293 K, i procenjuje se da je koeficijent konvektivne razmene toplote prema okolini jednak 10 W/m2K. Treba izracunati debljinu izolacije koja daje najmanje gubitke, vrednost tih minimalnih gubitaka, i temperatutu izolacije. Pod pretpostavkom da izracunati gubitak nije prihvatljiv (veliki je), da li bi dodatni sloj druge izolacije, preko izolacije spolja, mogao da snizi ove gubitke pod istim uslovima kako su ovde dati? Dajte vase misljenje.

EMBED Designer.Drawing.6

Temperatura vrelog gasa koji struji kanalom meri se termoparom. U ustaljenom rezimu, termopar pokazuje temperaturu od t1 = 300 oC, a temperatura na povrsini zida kanala je tada t2 = 200 oC.

Treba izracunati gresku merenja usled zracenja izmedju vrha termopara i zida kanala, a takodje odrediti stvarnu temperaturu gasa tf. Smatrati da vrh termopara ima emisivnost 0.8, a koeficijent prelaza toplote od gasa ka vrhu termopara iznosi 58 W/m2C.

Kolika bi iznosila greska, i da li bi se merenje popravilo ako bi se postavljanjem izolacije oko kanala temperatura t2 podigla na 250 oC.

Vazduh sa 20 oC struji preko ravne ploce brzinom od 3 m/s. Ploca ima sirinu od 1.5 m poprecno na pravac strujanja i duzinu 2 m. Povrsina izlozena vazduhu ima jednaku temperaturu od 90 oC. Pod pretpostavkom da je proces ustaljen, da je razmena toplote izmedju ploce i vazduha bez uticaja zracenja, treba odrediti:

a)vrednost lokalnog koeficijenta prelaza toplote izmedju ploce i vazduha na sredini ploce,

najvecu i najmanju vrednost lokalnog koeficijenta prelaza na ploci,

vrednost prosecnog koeficijenta prelaza za celu plocu,

razmenjeni toplotni protok izmedju ploce iz vazduha, smtrajuci da prosecni koeficijent prelaza odgovara razlici temperatura na mestu nastrujavanja.

Poznato je da se, zavisno od vrednosti lokalnog Rejnolds-ovog broja kod ove vrse strujanja mogu koristiti sledece jednacine za lokalni Nuselt-ov broj:

EMBED Equation.2 , (x - mereno od pocetka nastujavanja na plocu)termofizicke osobine se uzimaju na temperaturi povrsine ploce EMBED Equation.2 EMBED Equation.2

Naci formulu za prosecni koeficijent prelaza toplote i prosecni Nuselt-ov broj za plocu proizvoljne duzine L, uz mogucnost da se pojavljuje i turbulentna oblast.

U Novom Sadu, 5. septembra 1998.Doc. dr Gordan Dragutinovic