22 Теплопроводность

22.191 Определить количество теплоты, передаваемой за 1 ч через железобетонную стенку (λ = 1,5 Вт/(м·град)) размером 2,5×5 м и толщиной   100 мм, если температуры поверхностей t₁ = 40 ºC, t₂ = 20 ºC. Построить график Т = Т(х).

Методические указания.pdf

22.192 Определить количество теплоты, передаваемой за 1 ч через алюминиевую стенку (λ = 175 Вт/(м·град)) размером 2×1 м и толщиной 10 мм, если температуры поверхностей t₁ = 60 ºC, t₂ = 55 ºC. Построить график Т = Т(х).

Методические указания.pdf

22.193 Стенка холодильника, состоящая из наружного слоя изоляционного кирпича δ₁ = 250 мм толщиной  и внутреннего слоя совелита толщиной δ₂ = 200 мм, имеет температуру наружной поверхности t₁^ст и внутренней t₃^ст. Коэффициенты теплопроводности материала слое соответственно равны λ₁ = 0,24 Вт/(м·К) и λ₂ = 0,09 Вт/(м·К). Определить плотность теплового потока через стенку и температурные градиенты в отдельных слоях. Представить график распределения температуры по толщине стенки.

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

22.194 Теплопровод покрыт двумя слоями изоляции, имеющими одинаковую толщину δ. Средний диаметр второго слоя d_m2 в n раз больше среднего диаметра первого слоя d_m1, а коэффициент теплопроводности изоляции второго слоя в n раз меньше коэффициента теплопроводности первого слоя. На сколько процентов изменится потеря тепла (линейная плотность теплового потока q, Вт/пог.м), если при неизменных температурах наружной и внутренней поверхностей слои изоляции поменять местами.

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

22.195 Определение времени нагревания вала до заданной температуры

Длинный стальной вал диаметром d = 2r₀, который имел температуру t₀, °C, был помещен в печь с температурой t_ж, ºС. Определить время τ, необходимое для нагрева вала, если нагрев считается законченным, когда температура на оси вала станет равной t_r=0, ºC. Определить также температуру на поверхности вала t_r=ro в конце нагрева.

Коэффициент теплопроводности и температуропроводности стали равны соответственно λ и a. Коэффициент теплоотдачи к поверхности вала α. Для решения воспользоваться номограммами (прил. 3, 4).

Таблица  3

Решить задачу и ответить письменно на следующие вопросы:

1. Как записывается одномерное уравнение теплопроводности в декартовой и цилиндрической системах координат для нестационарного случая при условии, что внутренние источники тепла отсутствуют?
2. Как определяется критерий Био и что они характеризует?
3. Как коэффициент теплоотдачи α влияет на время нагревания или охлаждения твердых тел?
4. Каким образом определяется относительная температура при решении задач нестационарной теплопроводности?
5. Какие условия ставятся при решении нестационарных задач теплопроводности и как они записываются?

Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТГАСУ

22.196 По стальной трубе, внутренний и внешний диаметры которой соответственно d₁ и d₂, и теплопроводность λ=40 Вт/(м·К), течет газ со средней температурой t_г; коэффициент теплоотдачи от газа к стенке α₁. Снаружи труба охлаждается водой со средней температурой t_в; коэффициент теплоотдачи от стенки к воде α₂.

Определить коэффициент теплопередачи k от газа к воде, тепловой поток q и температуры поверхностей трубы. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. Определить также температуру внешней поверхности трубы и q, если она покрылась слоем накипи толщиной δ=2 мм, теплопроводность которой λ =0,8 Вт/(м·К) (при α₂=const). Данные для решения задачи выбрать из таблицы 3.

Таблица 3

Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.

Методические указания.pdf

22.197 Стены сушильной камеры выполнены из слоя красного кирпича толщиной δ₁ = 250 мм и слоя строительного войлока. Температура на внешней поверхности кирпичного слоя t_с1 = 110ºС и на внешней поверхности войлочного слоя t_с3 = 25ºС.

Коэффициент теплопроводности красного кирпича λ₁ = 0,7 Вт/(м·ºС) и строительного войлока λ₂ = 0,0465 Вт/(м·ºС).

Вычислить температуру в плоскости соприкосновения слоев и толщину войлочного слоя при условии, что тепловые потери через 1 м² камеры не превышают q = 110 Вт/м².

Ответ: Температура в плоскости соприкосновения слоев t_с2 = 70,7ºС . Толщина войлочного слоя δ₂ ≈ 19 мм.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.198 Вычислить потери теплоты через единицу поверхности кирпичной обмуровки парового котла в зоне размещения водяного экономайзера и температуры на поверхностях стенки, если толщина стенки δ = 250 мм, температура газов t_ж1 = 700ºС и воздуха в котельной t_ж2 = 30ºС. Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности стенки α₁ = 23 Вт/(м²·ºС) и от стенки к воздуху α₂ = 12 Вт/(м²·ºС). Коэффициент теплопроводности стенки λ = 0,7 Вт/(м·ºС).

Ответ: Потери теплоты q = 1385 Вт/м². Температура на поверхностях стенки t_c1 = 640ºС и t_c2 = 145,5ºС.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.200 Стенка холодильника, состоящая из наружного слоя изоляционного кирпича толщиной δ₁ = 250 мм и внутреннего слоя совелита толщиной δ₂ = 200 мм, имеет температуру наружной поверхности t₁^ст и внутренней t₃^ст. Коэффициенты теплопроводности материала слое соответственно равны: λ₁ = 0,24 Вт/(м·К) и λ₂ = 0,09 Вт/(м·К). Определить плотность теплового потока через стенку и температурные градиенты в отдельных слоях. Представить график распределения температуры по толщине стенки.

Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС