РІШЕННЯ

Ізобарний процес.

Теплота ізобарного процесу:

,

де — ентропія в кінці ізобарного розширення.

Тоді:

На осі ординат is-діаграми відкладаємо значення ентропії і проводимо горизонталь до перетину з ізобарою р₁ (точка ). Для точки знаходимо значення температури , питомого об'єму , ентропії і визначаємо аналітично зміну цих параметрів.

ПРИКЛАД 5. Визначити витрати теплоти з горизонтально розташованої труби довжиною 1,5 м, яка охолоджується вільною течією повітря, якщо зовнішній діаметр труби d = 95 мм, температура поверхні труби t_ст = 180 ºС, а температура повітря в приміщенні t_п = 25 ºС.

З додатку 1 для повітря знаходимо: при t_п = 25 ºС, Вт/ м⁰С, м²/с, Р_rп = 0,702.

Для газів критерій Прандля Р_r = Const, тому: .

Коефіцієнт об’ємного розширення , тобто .

При розрахунках критерію Грасгофа для горизонтальних труб визначальним розміром приймають їх діаметр, а для вертикальних — дов­жину.

У нашому випадку:

;

.

При

критерій тепловіддачі (критерій Нуссельта):

.

В нашому випадку:

.

Тоді коефіцієнт тепловіддачі:

Вт/м² ·°С.

Витрати теплоти трубою становлять:

Вт.

ПРИКЛАД 6. Визначити необхідну поверхню рекуперативного теплообмінника, в якому вода нагрівається гарячими газами. Розрахунок провести для прямоточної і протиточної схеми. Показати графіки зміни температур теплоносіїв вздовж поверхні теплообміну. Теплообмінник виготовлений із сталевих труб діаметром 80 мм і товщиною стінки 4 мм, коефіцієнт теплопровідності сталі Вт/мК, необхідні дані такі: Вт/м²К, Вт/м²К, m_в=100кг/г, ºС, ºС, ºС, ºС.