ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Расчетно-графическая работа
Тепловой расчет контейнера с естественной циркуляцией воздуха
Омск 2006

Исходные данные:
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:
,
где    .
.
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.