Контрольная работа: Работа и конструкция печи
Расчет произведен по методике изложенной в работе [1].
Для расчета заданы температура охлаждающей воды на входе Tвх=+10 0С, на выходе Tвых=+50 0С.
1. Из теплотехнического расчета известно полное количество тепла, нагревающего индуктор
ΔP=467,2 кВт.
2. Количество охлаждающей воды
W=
,
W=(0,24∙467,2/40)∙10-3=28∙10-4 м3/с
3. Площадь отверстия трубки
S= W/ν,
где ν – скорость воды примем ν=2м/с.
S=28∙10-4/2=14 см2.
Выберем трубку с внутренним диаметром d=1,9 см или прямоугольную трубку с внутренним отверстием 2,0x1,45см.
4 Проверка на турбулентность. Наилучшее охлаждение имеет место в том случае, если движение воды является турбулентным (вихревым), что получается при достаточной скорости ее течения. При этом происходит интенсивное перемешивание воды в трубке.
При турбулентном движении воды должно удовлетворяться неравенство
Re =
>2300 ,
где Re – критерий Рейнольдса; ν- скорость воды, м/с; μ’ – кинематическая вязкость воды, м2/с; D0 – гидравлический эквивалент диаметра, м.
Гидравлический эквивалент диаметра находится по формуле
,
где F- внутренний периметр трубки, участвующий в теплообмене, F=6,9 см.
м.
Значение кинематической вязкости принимаем в зависимости от средней температуры Tср=(10+50)/2=30 0С μ’=0,84∙10-6м2/с [1, стр.182].
Re=193236>2300, движение воды турбулентное.
5 Перепад давления по длине трубки
,
где λ1 – коэффициент сопротивления при шероховатости первого рода, λ1= 10-2(k/D0)0,314 ;
k – коэффициент шероховатости первого рода, k=1,5÷5м (в среднем можно считать, что k=3м);
l –длина трубки индуктора, l=πD1срω;
D1ср – средний диаметр витка;
ω – количество витков, ω=9.
λ1= 0,058; l=31,4м.
Па.
Чтобы учесть возможные местные уменьшения сечения трубки при пайке, а также повороты у выводов, следует полученный результат увеличить в 1,5 раза
Па.
При питании индуктора водой от городского водопровода перепад давления не должен превышать 2∙105 Па. Так как полученное значение выше 2∙105 Па, необходимо поделить индуктор по охлаждению на несколько секций.