Obliczenia cieplne AGH, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych Termodynamika techniczna – projekt, prowadzący: dr inż. Krzysztof Dul Mechanizmy transportu ciepła: • Przewodzenie ciepła – proces wymiany ciepła w wyniku nieuporządkowanego ruchu cząstek, między częściami ciała o różnej temperaturze. Proces prowadzi do wyrównania temperatury w całej rozpatrywanej objętości. • Konwekcja - proces przenoszenia ciepła wynikający z ruchu materii w objętości dowolnego płynu. Istnieje kilka mechanizmów przenoszenia ciepła, np przenoszenie za pomocą dyfuzji molekularnej, dyfuzji turbulencyjnej, adwekcja (przenoszenie, konwekcja) ciepła. • Promieniowanie cieplne (termiczne) to promieniowanie, które wytwarza ciało mające temperaturę większą od zera bezwzględnego. Promieniowanie to jest falą elektromagnetyczną o określonym widmie częstotliwości. Przekazanie ciepła następuje wskutek przekształcenia się energii cieplnej w energię promieniowania, która przebywa przestrzeń z prędkością światła, aby w innym miejscu przekształcić się częściowo lub całkowicie w energię cieplną. Wnikanie ciepła - jest to wymiana ciepła między ciałem stałym a płynem będącym w ruchu AGH, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych Termodynamika techniczna – projekt, prowadzący: dr inż. Krzysztof Dul PODSTAWOWE DEFINICJE NATĘŻENIE PRZEPŁYWU CIEPŁA (GĘSTOŚĆ STRUMIENIA CIEPLNEGO) ilość ciepła jaka przepływa przez dane ciało w jednostce czasu [J/s] = [W] gdzie: Q*- ciepło, t-czas, STRUMIEŃ CIEPLNY (OBCIĄŻENIE CIEPLNE) natężenie przepływu ciepła odniesione do jednostki powierzchni (straty ciepła przypadające na jednostkę powierzchni) [W/m2] gdzie: A - powierzchnia, Natężenie przepływu ciepła [W] dt dQ * Q A Q q A q Q AGH, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych Termodynamika techniczna – projekt, prowadzący: dr inż. Krzysztof Dul Przewodzenie ciepła • stan ustalony (stacjonarny) • stan nieustalony (niestacjonarny) AGH, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych Termodynamika techniczna – projekt, prowadzący: dr inż. Krzysztof Dul Warunki stacjonarne z w t t s q Strumień ciepła: s t z w t q AGH, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych
(…)
… Ogniotrwałych
Termodynamika techniczna – projekt, prowadzący: dr inż. Krzysztof Dul
Ściana wielowarstwowa
1
q1 (t w t1 )
s1
2
q2 (t1 t2 )
s2
t3=tz
I warstwa
II warstwa
3
q3 (t2 t z )
s3
Z założenia: Q1 = Q2 = Q3 = Q
s1 s2 s3
t w t z q
2
3
1
s
Gdzie:
lub
III warstwa
t w tz
q
s
si
i
- opór cieplny ściany [m2K/W]
AGH, Wydział Inżynierii Materiałowej…
… promieniowania ciała doskonale czarnego [W/m2K]
- współczynnik emisji z powierzchni zewnętrznej, zależny od jej barwy i faktury
= 0,85‚0,90 – powierzchnie ceramiczne
= 0,80 – stal utleniona
= 0,3‚0,7 – farba aluminiowa
k k t z to
4
q k 4 t z to
5
K = 2,45 – powierzchnie poziome, oddające ciepło ku górze (przekrycia)
K = 1,75 – powierzchnie pionowe (ściany)
K = 1,30 – powierzchnie poziome…
… Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych
Termodynamika techniczna – projekt, prowadzący: dr inż. Krzysztof Dul
Wartości współczynnika w zależności od temperatury
tw i oporu cieplnego s/
Tw [°C]
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0,1
0,535
0,595
0,635
0,663
0,668
0,704
0,718
0,730
0,2
0,673
0,715
0,742
0,762
0,775
0,785
0,800
0,810
0,3
0,750
0,779
0,796
0,810
0,822
0,833
0,840
0,846
0,4
0,789
0,815…
… – = 12 * 10-6
k = 0,35
A. Szczeliny dylatacyjne w pierścieniach
Wd = k * p (d * aw – D * ap)
1,85
wd 0,35 3,14 5310
5750 12 106 300 85mm
100
Stosując przekładki z tektury 2 mm potrzeba:
n = 85/2 = 43 szt.
Ponieważ w pierścieniu jest 174 kliny, to przekładki te należy
umieszczać co każde 4 kliny (174 : 43 = 4)
Uwaga!
Wprowadzenie przekładek dylatacyjnych wymaga korekty…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)