Номер профиля: АМг6 П500-70
|
Материал стенки
|
ВТ-1
|
Размеры профиля
|
Толщина внешней стенки
|
1,5 мм
|
Толщина внутренней стенки
|
1,5 мм
|
Материал изоляции
|
2003
|
Наружный диаметр
|
1800 мм
|
Длина контейнера
|
10000 мм
|
Количество шпангоутов
|
16
|
Температура внешней среды
|
270 К
|
Температура внутри контейнера
|
300 К
|
Скорость набегающего потока
|
15 м/с
|
Скорость воздуха внутри контейнера
|
1,5 м/с
|
Разобьем продольное
сечение стенки ТК на характерные слои:
Рис.1. Расчетная схема
1. Определение
коэффициентов теплопроводности слоев
Коэффициенты определяются
по следующей формуле:
.
1.Слой 0-1
За неимением сведений о
теплопроводности сплава ВТ-1, возьмем теплопроводность сплава ВТ3-1: .
Коэффициент
теплопроводности:
,
2.Слой 1-2
Площадь шпангоутов:
;
Площадь изоляции:
Коэффициент
теплопроводности:
3.Слой 2-3
Площадь шпангоутов:
;
Площадь изоляции:
Коэффициент
теплопроводности:
4.Слой 3-4
Площадь шпангоутов:
;
Площадь изоляции:
Коэффициент
теплопроводности:
5.Слой 4-5
Коэффициент
теплопроводности:
,
2.Определение
термического сопротивления
Суммарное термическое
сопротивление определяется по формуле:
.
Получим:
; ;
.
3. Определение суммарного
коэффициента теплопередачи от внутреннего воздуха к внутренней стенке
Коэффициент определяется
как следующая сумма:
Конвективная
составляющая
Характерный размер:
Перепад температур:
.
Коэффициент
температурного расширения:
.
Критерий Грасгофа
,
где - кинематическая вязкость воздуха
при температуре внутри контейнера
.
Критерий Нуссельта
вычисляем по следующей формуле:
.
Конвективный коэффициент
теплопередачи
( - теплопроводность воздуха при
температуре внутри контейнера):
.
Лучистая составляющая
Приведенная степень
черноты:
,
где ;
;
.
.
Лучистый коэффициент
теплопередачи ( -
коэффициент излучения абсолютно черного тела):
.
Суммарный коэффициент
теплопередачи от внутреннего воздуха к внутренней стенке:
.
4. Определение суммарного
коэффициента теплопередачи от внешней стенки к внешнему воздуху
Коэффициент определяется
как следующая сумма:
Конвективная
составляющая
Число Рейнольдса:
,
где - скорость ветра;
- кинематическая вязкость воздуха при
температуре снаружи контейнера.
.
При критерий Нуссельта рассчитывается по
такой формуле:
.
Конвективный коэффициент
теплопередачи
() - теплопроводность воздуха при
температуре снаружи контейнера):
.
Лучистая составляющая
Приведенная степень
черноты: .
Перепад температур: .
Лучистый коэффициент
теплопередачи:
.
Суммарный коэффициент
теплопередачи от внешней стенки к внешнему воздуху:
.
4. Определение
коэффициента теплопередачи от внутреннего воздуха к внешнему воздуху
Определим соотношение
диаметров:
.
При таком соотношении
можно считать стенки как плоские. В этом случае искомый коэффициент ищется
следующим образом:
.
5. Проверка правильности
выбора перепадов температур
Расчетная температура
внутренней стенки:
,
Где ;
.
.
Расчетная температура
внешней стенки:
,
.
Погрешности:
;
.
Погрешности больше 0,05%,
поэтому необходимо повторить расчет, приняв скорости, полученные в первом
приближении.
6. Повторный расчет с
расчетными температурами
Суммарный коэффициент
теплопередачи от внутреннего воздуха к внутренней стенке
Конвективная
составляющая
Перепад температур:
.
Критерий Грасгофа
.
Критерий Нуссельта:
.
Конвективный коэффициент
теплопередачи:
.
Лучистая составляющая
Лучистый коэффициент
теплопередачи:
.
Суммарный коэффициент
теплопередачи от внутреннего воздуха к внутренней стенке:
.
Определение суммарного
коэффициента теплопередачи от внешней стенки к внешнему воздуху
Конвективная составляющая
не меняется: .
Лучистая составляющая
Перепад температур:
.
Лучистый коэффициент
теплопередачи:
.
Суммарный коэффициент
теплопередачи от внешней стенки к внешнему воздуху:
.
Коэффициент теплопередачи
от внутреннего воздуха к внешнему воздуху
.
Расчетная температура
внутренней стенки:
,
где ;
.
.
Расчетная температура
внешней стенки:
,
где .
.
Погрешности:
;
.
Погрешности меньше 0,05%,
поэтому расчет можно прекратить.
7. Определение суммарной
мощности нагревательных элементов
Площадь поверхности:
.
Необходимая для обогрева
мощность:
.
Мощность нагревательных
элементов в киловаттах:
.
Список использованных
источников
1.
Шалай В.В.
Термостатирование транспортных контейнеров. Учебное пособие. Омск: ОмПИ, 1982.
82 с.
2.
Анурьев В.И.
Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т 3. – 8-е изд. перераб. и доп.
Под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001.