|
Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.
Wymiana Ciepła 3 – Zadanie domowe 3Marcin Grabarczyk 221720
1. Treść: Płyta lodowiska jest wykonana z betonu, w którym zatopione są rury o średnicy zewnętrznej d = 20 mm i podziałce z = 0,2 m. Odległość osi rur od powierzchni płyty wynosi h = 0,2 m. Rurami płynie czynnik chłodniczy o temperaturze -30°C. Na płycie wylana jest woda, której temperatura wynosi 0°C. Oszacować szybkość narastania warstwy lodu na powierzchni betonu w momencie rozpoczęcia procesu krzepnięcia. Dane: gęstość wody r = 1000 kg/m3, ciepło topnienia Ct = 335 kJ/kg, przewodność cieplna betonu l = 1,2 W/(m×K). Uwzględnić strumień ciepła związany z pochłanianiem promieniowania słonecznego przez płytę betonową. Gęstość strumienia energii promieniowania wynosi qs= 250 W/m2, a współczynnik absorpcji x = 0,35.
2. Dane: Gęstość wody r 1000 kg/m3 Ciepło topnienia Ct 335 kJ/kg Przewodność cieplna betonu l 1,2 W/(m×K) Średnica zewnętrzna d 0,02 m Podziałka z 0,2 m Odległość osi rur od powierzchni płyty h 0,2 m Temperatura czynnika chłodniczego Tr 243 K Temperatura wody na powierzchni płyty Tw 273 K Długość rur/płyty – założenie L 1 m Gęstość strumienia energii promieniowania – założenie qs 250 W/m2 Współczynnik absorpcji – założenie x 0,35
3. Szukane: Szybkość narastania warstwy lodu na powierzchni betonu w momencie rozpoczęcia procesu krzepnięcia 4. Warunek Stefana – bilans cieplny dla wody, która zaczyna zamarzać: λr∂T∂xr-λs∂T∂xs=ρCtν Qr-Qs=ρCtν 5. Opór stawiany przez podłoże a. Układ przewodzący ciepło: rząd otworów w ośrodku półnieskończonym b. Opór cieplny przewodzenia: R=12πLλln2zπdsinhπhz R=12*3.14*1*1,2ln2*0,23,14*0,02*sinh3,14*0,20,2=0,54KWm
6. Obliczenie strumienia ciepła absorbowanego przez rury: qr=1z*ΔTR=10,2*273-2430,54=277Wm2 Qr=L*qr=277Wm
7. Obliczenie strumienia ciepła pochodzącego od słońca: Qs=ξ*L*qs=0,35*1*250=87,5Wm
8. Obliczenie szybkość narastania warstwy lodu na powierzchni betonu w momencie rozpoczęcia procesu krzepnięcia Qs-Qr=ρCtν
ν=Qr-QsρCt=277Wm-87,5Wm1000kgm3*335kJkg=5,65*10-7ms=5,65ms*1000 Zaczerpnięte z Wiesław Gogół (1974) „Wymiana Ciepła – Tablice i Wykresy”, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej |
Menu
|