Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
621.1 № 3557
Т 343
Теплотехника
Методические указания к выполнению расчетно-графического задания «Расчет теплообменной поверхности автомобильного
радиатора» по дисциплине «Теплотехника»
НОВОСИБИРСК
2
008
УДК 621.1
Т 343
Составитель Э.В. Клещин, доц.
Рецензент Ю.В. Дьяченко, д-р техн. наук, проф.
Работа подготовлена на кафедре ТТФ
© Hовосибиpский государственный технический университет, 2008
Введение
Расчетно-графическое задание (РГЗ) дает представление об основах теплотехнического расчета теплообменной поверхности радиатора при использовании минимального количества эмпирических соотношений. При выполнении РГЗ студенты обязаны пользоваться нормативно-технической документацией (НТД), действующей на данный момент. Расчетно-графическое задание следует выполнять в объеме 12…15 листов формата А4 с соблюдением требований стандартов ЕСКД; работа должна быть сделана на компьютере.
Цель работы: закрепить и углубить теоретические знания по курсу «Теплотехника», получить навыки практических расчетов при определении основных конструктивных и эксплуатационных параметров радиаторов для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Студент на основе исходных данных рассчитывает нужное количество трубок, приближенные и уточненные значения коэффициентов теплоотдачи от воды и воздуха к оребренным трубкам, приближенные и уточненные значения средних температур теплоносителей и определяет окончательные габариты радиатора. По рассчитанным габаритным размерам студент выполняет в соответствующих масштабах на одном листе формата А3:
эскиз радиатора в трех проекциях без верхнего и нижнего коллекторов;
необходимые сечения, позволяющие представить конструкцию радиатора;
местные увеличенные размеры конструктивных элементов (параметры ребра и др.).
На листе студент указывает основные размеры радиатора и представленных элементов конструкций (варианты исходных данных указаны в табл. 1).
В табл. 2 и 3 приведены теплофизические свойства соответственно для воды и воздуха.
Таблица 1
Варианты исходных данных для выполнения расчетно-графического задания
Вариант |
N, кВт |
tж.вх, С |
tв.вх, С |
Uв, м/с |
Н, м |
В, м |
а, мм |
λ = λр, Вт/(м·К) |
1 |
60 |
95 |
30 |
20 |
260 |
60 |
12 |
53 |
2 |
62 |
95 |
30 |
15 |
260 |
60 |
12 |
53 |
3 |
64 |
95 |
30 |
15 |
260 |
60 |
12 |
53 |
4 |
66 |
95 |
30 |
15 |
260 |
60 |
12 |
53 |
5 |
68 |
95 |
30 |
15 |
260 |
60 |
12 |
53 |
6 |
70 |
95 |
30 |
10 |
280 |
60 |
12 |
53 |
7 |
72 |
95 |
25 |
10 |
280 |
60 |
12 |
53 |
8 |
74 |
90 |
25 |
10 |
280 |
60 |
12 |
53 |
9 |
76 |
90 |
25 |
10 |
280 |
50 |
15 |
53 |
10 |
78 |
90 |
25 |
25 |
280 |
50 |
15 |
53 |
11 |
80 |
90 |
25 |
25 |
300 |
50 |
15 |
53 |
12 |
82 |
90 |
25 |
25 |
300 |
50 |
15 |
53 |
13 |
84 |
90 |
20 |
25 |
300 |
65 |
15 |
54 |
14 |
86 |
90 |
20 |
25 |
300 |
65 |
15 |
54 |
15 |
88 |
90 |
20 |
10 |
300 |
65 |
15 |
54 |
16 |
90 |
90 |
20 |
10 |
300 |
65 |
15 |
54 |
17 |
92 |
90 |
20 |
10 |
320 |
65 |
18 |
54 |
18 |
94 |
85 |
15 |
10 |
320 |
65 |
18 |
54 |
19 |
96 |
85 |
15 |
10 |
320 |
60 |
18 |
54 |
20 |
98 |
85 |
15 |
10 |
320 |
60 |
18 |
54 |
21 |
100 |
85 |
15 |
10 |
350 |
60 |
18 |
54 |
22 |
102 |
85 |
10 |
15 |
350 |
60 |
18 |
54 |
23 |
104 |
85 |
10 |
15 |
350 |
60 |
18 |
54 |
24 |
106 |
85 |
10 |
15 |
350 |
60 |
18 |
54 |
25 |
108 |
85 |
10 |
15 |
350 |
60 |
18 |
54 |
26 |
103 |
90 |
20 |
10 |
320 |
70 |
18 |
54 |
27 |
101 |
90 |
20 |
10 |
320 |
70 |
18 |
54 |
28 |
81 |
90 |
20 |
10 |
320 |
70 |
18 |
54 |
29 |
83 |
90 |
20 |
10 |
320 |
70 |
18 |
54 |
30 |
85 |
90 |
20 |
10 |
320 |
70 |
18 |
54 |
31 |
87 |
90 |
20 |
10 |
320 |
70 |
18 |
54 |
32 |
89 |
90 |
20 |
10 |
320 |
68 |
18 |
54 |
33 |
91 |
90 |
20 |
10 |
320 |
68 |
18 |
54 |
34 |
93 |
90 |
20 |
10 |
320 |
68 |
18 |
54 |
35 |
95 |
90 |
20 |
10 |
320 |
68 |
18 |
54 |
Окончание табл. 1
Вариант |
N, кВт |
tж.вх, С |
tв.вх, С |
Uв, м/с |
Н, м |
В, м |
а, мм |
λ = λр, Вт/(м·К) |
36 |
97 |
90 |
20 |
10 |
320 |
68 |
18 |
54 |
37 |
99 |
90 |
20 |
10 |
320 |
68 |
18 |
54 |
38 |
71 |
90 |
20 |
10 |
320 |
68 |
18 |
54 |
39 |
73 |
90 |
20 |
10 |
320 |
68 |
18 |
54 |
40 |
75 |
90 |
20 |
10 |
320 |
64 |
18 |
54 |
41 |
77 |
90 |
20 |
10 |
320 |
64 |
18 |
54 |
42 |
79 |
90 |
20 |
10 |
320 |
64 |
18 |
54 |
43 |
80 |
90 |
20 |
10 |
320 |
64 |
18 |
54 |
44 |
82 |
90 |
20 |
10 |
320 |
64 |
18 |
54 |
Примечание. Дополнительные
данные для всех вариантов задания:
Uж
= 0,8 м/с;
,
δ = δр =
0,2 мм; число рядов
2.
Таблица 2
Физические параметры воды на линии насыщения
tж, С |
р · 105 Па |
ρж, кг/м3 |
iж, кДж/кг |
срж, кДж/(кг·К) |
λж, 10−6 Вт/(м·К) |
νж, 10−6 м2/с |
βж, 10−4 1/С |
аж, 10−7 м2/с |
Рrж |
0 |
1,01 |
999,9 |
0 |
4,212 |
55,1 |
1,789 |
−0,63 |
1,308 |
13,7 |
10 |
1,01 |
999,7 |
42,04 |
4,131 |
57,4 |
1,306 |
+0,7 |
1,372 |
9,52 |
20 |
1,01 |
998,2 |
83,91 |
4,183 |
59,9 |
1,006 |
1,82 |
1,433 |
7,02 |
30 |
1,01 |
995,7 |
125,69 |
4,174 |
61,8 |
0,805 |
3,21 |
1,486 |
5,42 |
40 |
1,01 |
992,2 |
167,52 |
4,174 |
63,4 |
0,659 |
3,87 |
1,531 |
4,31 |
50 |
1,01 |
988,1 |
209,31 |
4,174 |
64,8 |
0,556 |
4,49 |
1,570 |
3,54 |
60 |
1,01 |
983,2 |
251,14 |
4,179 |
65,9 |
0,478 |
5,11 |
1,606 |
2,98 |
70 |
1,01 |
977,8 |
293,01 |
4,187 |
66,8 |
0,415 |
5,70 |
1,631 |
2,55 |
80 |
1,01 |
971,8 |
334,96 |
4,195 |
67,5 |
0,365 |
6,32 |
1,656 |
2,21 |
90 |
1,01 |
965,3 |
377,00 |
4,208 |
68,0 |
0,326 |
6,95 |
1,675 |
1,95 |
100 |
1,01 |
958,4 |
419,12 |
4,220 |
68,3 |
0,295 |
7,52 |
1,689 |
1,75 |
110 |
1,43 |
951,0 |
461,4 |
4,233 |
68,5 |
0,272 |
8,08 |
1,703 |
1,60 |
120 |
1,99 |
943,1 |
503,7 |
4,250 |
68,6 |
0,252 |
8,64 |
1,711 |
1,47 |
130 |
2,70 |
934,8 |
546,4 |
4,267 |
69,8 |
0,233 |
9,19 |
1,720 |
1,36 |
140 |
3,62 |
926,1 |
589,1 |
4,288 |
68,5 |
0,217 |
9,72 |
1,725 |
1,26 |
150 |
4,76 |
917,0 |
632,2 |
4,313 |
68,4 |
0,203 |
10,3 |
1,728 |
1,17 |
160 |
6,18 |
907,4 |
675,4 |
4,346 |
68,3 |
0,191 |
10,7 |
1,731 |
1,10 |
170 |
7,93 |
897,3 |
719,3 |
4,380 |
67,9 |
0,181 |
11,3 |
1,728 |
1,05 |
180 |
10,0 |
886,9 |
763,3 |
4,417 |
67,5 |
0,173 |
11,9 |
1,722 |
1,00 |
190 |
12,6 |
876,0 |
807,7 |
4,459 |
67,0 |
0,165 |
12,6 |
1,714 |
0,96 |
Окончание табл. 2
tж, С |
р · 105 Па |
ρж, кг/м3 |
iж, кДж/кг |
срж, кДж/(кг·К) |
λж, 10−6 Вт/(м·К) |
νж, 10−6 м2/с |
βж, 10−4 1/С |
аж, 10−7 м2/с |
Рrж |
200 |
15,6 |
863,0 |
852,5 |
4,505 |
66,3 |
0,158 |
13,3 |
1,706 |
0,93 |
210 |
19,1 |
852,8 |
897,7 |
4,556 |
65,5 |
0,153 |
14,1 |
1,686 |
0,91 |
220 |
23,2 |
840,3 |
943,7 |
4,614 |
64,5 |
0,148 |
14,8 |
1,664 |
0,89 |
230 |
27,0 |
827,3 |
990,2 |
4,681 |
63,7 |
0,145 |
15,9 |
1,645 |
0,88 |
240 |
33,5 |
813,6 |
1037,5 |
4,756 |
62,8 |
0,141 |
16,8 |
1,622 |
0,87 |
250 |
39,8 |
799,0 |
1085,7 |
4,844 |
61,8 |
0,137 |
18,1 |
1,595 |
0,86 |
260 |
46,9 |
784,0 |
1135,1 |
4,949 |
60,5 |
0,135 |
19,6 |
1,558 |
0,87 |
270 |
55,1 |
767,9 |
1185,3 |
5,070 |
59,0 |
0,133 |
21,6 |
1,514 |
0,88 |
Таблица 3
Физические параметры для сухого воздуха при давлении 760 мм рт. ст.
tв, С |
ρв, кг/м3 |
срв, кДж/(кг·К) |
λв, 10−2 Вт/(м·К) |
ав, 10−6 м2/с |
νв, 10−6 м2/с |
Рrв |
0 |
1,293 |
1,005 |
2,44 |
1,881 |
13,28 |
0,707 |
10 |
1,247 |
1,005 |
2,51 |
2,006 |
14,16 |
0,705 |
20 |
1,205 |
1,005 |
2,59 |
2,142 |
15,06 |
0,703 |
30 |
1,165 |
1,005 |
2,67 |
2,286 |
16,00 |
0,701 |
40 |
1,128 |
1,005 |
2,76 |
2,431 |
16,96 |
0,699 |
50 |
1,093 |
1,005 |
2,83 |
2,572 |
17,95 |
0,698 |
60 |
1,060 |
1,005 |
2,90 |
2,720 |
18,97 |
0,696 |
70 |
1,029 |
1,009 |
2,97 |
2,856 |
20,02 |
0,694 |
80 |
1,000 |
1,009 |
3,05 |
3,020 |
21,09 |
0,692 |
90 |
0,972 |
1,009 |
3,13 |
3,189 |
22,10 |
0,690 |
100 |
0,946 |
1,009 |
3,21 |
3,364 |
23,13 |
0,688 |
120 |
0,898 |
1,009 |
3,34 |
3,684 |
25,45 |
0,686 |
140 |
0,854 |
1,013 |
3,49 |
4,034 |
27,80 |
0,684 |
160 |
0,815 |
1,017 |
3,64 |
4,389 |
30,09 |
0,682 |
180 |
0,779 |
1,022 |
3,78 |
4,750 |
32,49 |
0,681 |
200 |
0,776 |
1,026 |
3,93 |
5,136 |
34,85 |
0,680 |
250 |
0,674 |
1,038 |
4,27 |
6,100 |
40,61 |
0,677 |
300 |
0,615 |
1,047 |
4,61 |
7,156 |
48,33 |
0,674 |
350 |
0,566 |
1,059 |
4,91 |
8,187 |
55,46 |
0,676 |
400 |
0,524 |
1,068 |
5,21 |
9,312 |
63,09 |
0,678 |
500 |
0,456 |
1,093 |
5,74 |
11,53 |
79,38 |
0,687 |