26 Теплопередача. Теория горения
26.101 Определить тепловой поток от горячей среды к холодной через двухслойную стенку с толщинами l1=5 мм, l2=50 мм и коэффициентами теплопроводности l1=2 Вт/(м×К), l2=0,05 Вт/(м×К) а также температуры поверхностей стенки, если: t1=550°C, a1=150 Вт/(м²·К), t2=50°C, a2=30Вт/(м²·К).
26.102 Определить тепловой поток от горячей среды к холодной через двухслойную стенку с толщинами l1=3,5 мм и l2=25 мм c коэффициентами теплопроводности l1=45 Вт/(м×К), l2=0,042 Вт/(м×К), а также температуры поверхностей стенки при следующих параметрах сред: t1=0°C, a1=12 Вт/(м²·К), t2=235°C, a2=58 Вт/(м²·К).
26.103 Голый металлический провод диаметром d=4 мм имеет температуру поверхности tст=95 ºС. Активное электрическое сопротивление провода r=4·10³ Ом/м. Коэффициент теплоотдачи от поверхности провода к окружающему воздуху α. Температура воздуха tв. Какой будет температура поверхности этого провода tст под слоем изоляции толщиной δ=3 мм с коэффициентом теплопроводности λ при неизменном токе и прочих равных условиях? Определить также максимальное значение тока в изолированном проводе, если первоначальную температуру провода считать предельно допустимой. Дайте объяснение полученным результатам.
Таблица 2 – Числовые данные к задача контрольной работы №2
| Предпоследняя цифра шифра | tв, ºС | α, Вт/(м2·К) | λ, Вт/(м·К) |
| 1 | 12 | 20 | 0,25 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
26.104 (Вариант 18) По горизонтально расположенной стальной трубе [λ=20 Вт/(м·К)] со скоростью W1 течет вода, имеющая температуру tв. Снаружи труба охлаждается окружающим воздухом, температура которого tвозд, а давление 0,1 МПа. Определить коэффициенты теплоотдачи α1 и α2 соответственно от воды к стенке трубы и от стенки трубы к воздуху, коэффициент теплопередачи k и тепловой поток qц, отнесенные к 1 м длины трубы, если внутренний диаметр равен d1, внешний d2. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 3.
Указание. Для определения α2 принять в первом приближении температуру наружной поверхности трубы t2, равной температуре воды tв.
Ответить на вопросы:
1 Какой режим течения внутри трубы в вашем варианте задачи?
2 Какой режим движения окружающего воздуха?
3 Почему можно при расчете принять равенство температур t2=tв?
Таблица 3 — Исходные данные
| tв, ºС | W1, м/c | tвозд, ºС | d1, мм | d2, мм |
| 200 | 4,3 | 16 | 180 | 200 |
26.105 (вариант 78) Плоская стальная стенка толщиной δ1 (λ1=40 Вт/(м·К)) с одной стороны омывается газами; при этом коэффициент теплоотдачи равен α1. С другой стороны стенка изолирована от окружающего воздуха плотно прилегающей к ней пластиной толщиной δ2 (λ2=40 Вт/(м·К)). Коэффициент теплоотдачи от пластины к воздуху равен α2. Определить тепловой поток ql, Вт/м² и температуры t1, t2 и t3 поверхностей стенок, если температура продуктов сгорания tг, а воздуха — tв. Данные для решения задачи выбрать из табл. 4.
Таблица 4
| δ1, мм | α1, Вт/(м2·К) | tг, ºС | δ2, мм | α2, Вт/(м2·К) | tв, ºС |
| 3 | 34 | 400 | 24 | 8 | -5 |
Ответить на вопросы:
1.Что такое термическое сопротивление и каким образом температуры t1, t2 и t3 поверхностей стенок зависят от материала стенки?
2.В чем отличие физического смысла коэффициентов конвективной теплоотдачи и теплопередачи?
26.106 Стенка печи состоит из двух слоев: красного кирпича (δ1, мм) и шамотового кирпича (δ2, мм). Температура внутри печи 1300 ºС, температура окружающего пространства 25 ºС. Определить потери теплоты с 1 м² поверхности стенки, температуру t2 на границе между огнеупорным и строительным кирпичом. Коэффициент теплоотдачи от печных газов к стенке α1, Вт/м²·К; коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху α2, Вт/м²·К.
Таблица вариантов
| № | Толщина, δ1 | Толщина, δ2 | Коэффициент, α1 | Коэффициент, α2 |
| 2 | 470 | 220 | 31 | 13 |
26.107 Трубопровод с внешним диаметром d2=40 мм необходимо покрыть тепловой изоляцией. Целесообразно ли использовать в качестве изоляции асбест, коэффициент теплопроводности которого λиз=0,1 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции в окружающую среду α2=12 Вт/(м²·К).
ВУЗ: САФУ
26.108 Стенка печи состоит из двух слоев: огнеупорного кирпича (δ1=300 мм) и строительного кирпича (δ2=100 мм). Температура внутри печи 1500 ºС, температура окружающего пространства 20 ºС. Определить потери теплоты с 1 м² поверхности стенки. Коэффициент теплоотдачи от печных газов к стенке α1=34,8 Вт/(м²·К); коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху α2=18,4 Вт/(м²·К). Коэффициент теплопроводности огнеупорного кирпича λ1=1,08 Вт/(м·К); коэффициент теплопроводности строительного кирпича λ2=0,72 Вт/(м·К).
26.109 Определить удельный тепловой поток от газов к воздуху через кирпичную обмуровку котла толщиной δ, мм, если температура газов t1 °С, температура воздуха t2 °C , коэффициент теплоотдачи от газов к внутренней поверхности стенки α1=23,6 Вт/(м²·°C), от наружной поверхности стенки к воздуху α2=9,3 Вт/(м²·°C), и коэффициент теплопроводности обмуровки λ Вт/(м·°С). Определить также температуры на внутренней и наружной поверхностях обмуровки.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | δ, мм | t1, °С | t2, °С | λ, Вт/(м·°С) |
| 6 | 300 | 650 | 25 | 0,7 |
26.110 К местному тепловому пункту в теплоизолированной трубе с наземной прокладкой подводится горячая вода с температурой 150ºC. Труба изготовлена из материала Ст.45 внутренним диаметром 400 мм и толщиной стенки 4 мм. Теплоизоляция выполнена из шлаковаты толщиной 80 мм. Температура наружного воздуха – 25 ºC. Каковы потери тепла каждым погонным метром трубы, если коэффициент теплоотдачи со стороны воды α1=750 Вт/(м²·К), а со стороны воздуха α2=16 Вт/(м²·К)?
ВУЗ: ПГАТУ
