Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Расчет стационарной теплопроводности и теплопередачи
Задача № 1. Через кирпичную стену передается теплота. Известны постоянные температуры на поверхностях стены t1=20оС и t2 = -10оС, коэффициент теплопроводности кирпича =0,14, толщина стены =40 см, площадь изотермической поверхности F=15 м2.
Рассчитать:
Задача № 2. Теплота передается через стенку трубы толщиной =50мм. Известны постоянные температуры на внутренней поверхности трубы
t1= 100оС и на наружной t2=80 оС, а также коэффициент теплопроводности стенки =0,2, внутренний диаметр d1 =50 мм и длина трубы =10 м.
Рассчитать:
Задача № 3. Теплота передается через плоскую стальную стенку с коэффициентом теплопроводности с=40 Вт/мК от дымовых газов к кипящей воде. Толщина стенки с=25 мм, температура дымовых газов tж1=1200оС, температура воды tж2=180оС, коэффициент теплоотдачи от газов к стенке 1=30 и от стенки к воде 2=4000.
Определить:
Задача № 4. Теплота передается через стенку стальной трубы толщиной с=3мм с=50 Вт/м·К от дымовых газов к кипящей воде. Известны внутренний диаметр трубы d1=0,05 м, температура дымовых газов tж1=1200оС, температура кипящей воды tж2=180оС, коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к наружной поверхности трубы 1=70, коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубы к воде 2 =4000.
Рассчитать:
Задача № 5. По стальному теплоизолированному трубопроводу, расположенному на открытом воздухе, передается горячий теплоноситель.
Толщина стенки трубы =3 мм, коэффициент теплопроводности стали =50 Вт/м·К. Температура окружающего воздуха tж=20оС, коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху =10 Вт/м2К, внутренний диаметр трубы d1=150 мм, температура на внутренней поверхности стальной трубы t1=180оС, толщина слоя изоляции из=40 мм и коэффициент теплопроводности изоляции из=0,07.
Рассчитать:
Нестационарная теплопроводность
Задача № 1 Тонкая пластина из пластика толщиной 2=6 мм с размерами 2х3м2, с начальной температурой tН = 10оС погружается в горячую среду с температурой tЖ=100оС.
Известны коэффициент теплопроводности =1, теплоемкость
с = 714 , плотность =1400 для материала пластины, а также постоянный коэффициент теплоотдачи в процессе нагрева =100.
Определить температуру в центре (tц) и на поверхности (tп) пластины через время 1 =18 с после погружения пластины в горячую среду.
Определить полное количество тепла, воспринятого пластиной в процессе нагрева (Qп, Дж).
Задача № 2. Длинный стальной вал диаметром d=40 мм с начальной температурой tн = 800 оС погружается в воду с температурой tж=5оС. Свойства стали: теплопроводность =40 Вт/м·К, теплоемкость с = 460 Дж/кг ·К, плотность =7900 кг/м3. Коэффициент теплоотдачи в процессе охлаждения =80.
Определить температуры в центре (tц) и на поверхности (tп= 800оС) вала через время 1 = 5 мин после его погружения в холодную воду.
Задача № 3. Длинный металлический стержень диаметром d=50мм с начальной температурой tн =20оС помещен в печь с температурой tж =600оС для термической обработки.
Коэффициент теплопроводности (=45 Вт/м·К), удельная теплоемкость с=281 , плотность =8000 материала стержня, коэффициент теплоотдачи =900.
Сколько времени (1, сек) стержень должен оставаться в печи, чтобы температура в центре стержня (tц= 513оС) достигла заданной величины? Какую температуру в этот момент времени будет иметь поверхность стержня (tп)?
Задача № 1. Рассчитать теплоотдачу с 1 м2 (q, Вт/м2) нагретой вертикальной поверхности высотой ℓ = 3м с температурой tc=60 оС в окружающую среду (к спокойному воздуху) с tж=20 оС. Степень черноты поверхности с=0,9.
Задача № 2. Рассчитать тепловой поток (Q, Вт), передаваемый в окружающую среду от плоской круглой горизонтальной крышки нагревательного прибора. Диаметр крышки d=0,5м.
Температура поверхности крышки tс = 60оС, температура воздуха tж = 60оС.
Задача № 3. Через плоскую прослойку теплоносителя (воздуха) передается теплота от поверхности с температурой t1 =100оС к поверхности с температурой t2=30оС. Толщина прослойки δ=100мм.
Рассчитать плотность теплового потока (q, Вт/м2).
Задача № 4. Труба горячего воздуховода наружным диаметром d1=160мм для уменьшения теплопотерь помещена в цилиндрический кожух внутренним диаметром d2=200 мм. Между трубой и кожухом находится спокойный воздух. Температура наружной поверхности воздуховода t1 =90оС, температура внутренней поверхности кожуха t2=30оС.
Рассчитать теплопотери через цилиндрическую прослойку воздуха для 1м длины воздуховода (q, Вт/м).
Задачи для самостоятельной работы
Задача № 1 . Труба длиной =3 м наружным диаметром d=38 мм, с температурой на наружной поверхности tс=60оС омывается продольным потоком воздуха со средней температурой =10оС и скоростью w=15м/с.
Рассчитать конвективную теплоотдачу (Q, Вт) между наружной поверхностью трубы и теплоносителем.
Задача № 2 . Труба длиной =2 м наружным диаметром d=36 мм, с температурой на наружной поверхности tс=60оС омывается поперечным потоком масла МК со средней температурой =30оС и скоростью w=0,5м/с.
Рассчитать конвективную теплоотдачу (Q, Вт) между наружной поверхностью трубы и теплоносителем.
Задача № 3 . По трубе с внутренним диаметром d=36 мм длиной = 5 м со скоростью w=0,5 м/с течет вода, имеющая среднюю температуру =70оС. Температура внутренней поверхности трубы tс=75оС.
Рассчитать конвективную теплоотдачу (Q, Вт) между внутренней поверхностью трубы и водой.
Задача № 4 Трубный пучок с шахматным расположением стальных труб омывается поперечным потоком воздуха. Средняя температура воздуха =120оС, скорость w=10 м/с, наружный диаметр труб d=30мм, температура наружной поверхности труб tс=400оС. Продольный и поперечный шаги трубного пучка s1=s2=2d.
Определить средние коэффициенты теплоотдачи и линейные плотности конвективного теплового потока (q, Вт/м) для труб 1, 2 и 3 рядов трубного пучка, если в каждом ряду находится 8 труб.
Задача № 5 Трубный пучок с коридорным расположением стальных труб омывается поперечным потоком дымовых газов. Наружный диаметр труб d=30мм, скорость w=10м/с и средняя температура дымовых газов =400оС. Температура наружной поверхности труб tс=90оС.
Продольный и поперечный шаги трубного пучка s1=s2=2d. Число рядов n=10, число труб в ряду m=20, длина труб = 6м.
Определить средний коэффициент теплоотдачи для коридорного пучка (пучка) и конвективный тепловой поток (Q, Вт), передаваемый от газов к поверхности труб.
Теплоотдача при пленочной конденсации неподвижного пара
Задача № 1 . Сухой насыщенный пар с давлением р=0,0424 бар конденсируется на наружной поверхности вертикальной трубы. Температура поверхности tс=20оС, длина трубы =2 м, диаметр трубы
d= 20 мм.
Рассчитать средний коэффициент теплоотдачи () и количество конденсата, стекающего с трубы за 1час (G, кг/ч).
Задача № 2 Сухой насыщенный пар с давлением р=0,0737 бар конденсируется на наружной поверхности горизонтальной трубы. Температура поверхности tс=30оС, длина =2,5 м и диаметр трубы
d= 24 мм.
Рассчитать средний коэффициент теплоотдачи () и количество конденсата, стекающего с трубы за 1час (G, кг/ч).
Задача № 3 . Сухой насыщенный пар, движущийся со скоростью wп=10м/с, конденсируется на наружной поверхности горизонтальной трубы. Температура наружной поверхности трубы tс=40оС, длина ее
=3 м, диаметр d= 26 мм, давление пара р=0,123 бар.
Рассчитать средний коэффициент теплоотдачи () и количество пара, конденсирующееся на поверхности трубы за 1 час (G, кг/ч).
Задача № 4. При пузырьковом кипении воды в условиях естественной конвекции известны давление воды р=1,013 бар и плотность теплового потока, подводимого к поверхности нагрева qс=.
Рассчитать коэффициент теплоотдачи (α), используя:
а) уравнение Кружилина;
Теплообмен излучением
Задача № 1 Рассчитать плотность потока излучения
(q, Вт/м2) между двумя плоскими параллельными поверхностями с температурами t1=150оС и t2=57оС, степенями черноты ε1=0,4 и ε2=0,8. Расстояние между поверхностями мало по сравнению с их размерами.
Задача № . Рассчитать потерю тепла излучением с 1 м длины горячей трубы (q, Вт/м), расположенной на открытом воздухе. Наружный диаметр трубы d=200 мм, температура наружной поверхности tc=70оС, температура воздуха tж=20оС. Степень черноты поверхности трубы εс=0,9.
Задача № 3 . Рассчитать теплообмен излучением между дымовыми газами и внутренней поверхностью дымовой трубы для 1м длины трубы (q, Вт/м). Степень черноты поверхности трубы εс=0,95. Дымовые газы содержат 11% водяных паров (Н2О) и 13% углекислого газа (СО2) по объему. Общее давление газов ро=1ат. Средняя температура газов =600оС, внутренний диаметр трубы d=800 мм, температура внутренней поверхности трубы (tс=300оС).