22 Теплопроводность
22.81 Вычислить допустимую силу тока для медного провода d=2 мм, покрытого резиновой изоляцией толщиной δ=1 мм, при условии, что максимальная температура изоляции должна быть не выше 60 ºС, а на внешней поверхности изоляции 40 ºС. Коэффициент теплопроводности резины λ=0,15 Вт/(м·ºС). Электрическое сопротивление медного провода R=0,005 Ом/м.
Ответ: допустимая сила тока I=79,8 А.
Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf
22.82 Стенка стальной трубки толщиной S1=2 мм с коэффициентом теплопроводности λ1=50 Вт/(м·К) омывается с внутренней стороны горячей водой с температурой t1, ºC снаружи – воздухом с температурой t2, ºC. Трубка изолирована асбестом. Толщина изоляции S2, мм коэффициент теплопроводности λ2=0,2 Вт/(м·К).
Определить коэффициент теплопередачи К и тепловой поток q от газов к воде, если коэффициент теплоотдачи α1=1000 Вт/(м²·К) и α2=20 Вт/(м²·К).
Определить внутреннюю температуру стенки и наружную температуру изоляции. Изобразить график изменения температуры для изолированной стенки. При расчете стенку считать плоской. Данные для решения задачи приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Исходные данные
| Вариант | t1, ºС | t2, ºС | S2, мм |
| 6 | 130 | 30 | 20 |
22.83 Коэффициент теплопередачи через наружное ограждение (стену) помещения k=0,86 Вт/(м²·К), коэффициент теплоотдачи от воздуха внутри помещения к поверхности стены α1=6,9 Вт/(м²·К). На сколько градусов изменится температура внутренней поверхности стены, если температура наружного воздуха понизится на 30 ºС, а температура воздуха внутри помещения понизится на 4 ºС?
22.84 Определить применительно к задаче № 15 время, в течение которого разность температур на поверхности и на оси болванки достигнет 20 ºС.
Задача №15 Стальная цилиндрическая болванка диаметром d=100 мм, имеющая начальную температуру t0=20 ºС, нагревается в печи с постоянной температурой tж=800 ºС. Коэффициент теплоотдачи к поверхности болванки α=180 Вт/(м²·К), физические параметры λ=35 Вт/(м·К), ρ=7800 кг/м³, а=7·10-6 м²/c считать постоянными. Определить температуру поверхности и температуру на оси болванки через τ=20 мин, после начала нагрева.
22.85 Определить площадь поверхности нагрева конвективного пароперегревателя, выполненного из труб жаростойкой стали диаметром d1/d2=32/40 мм. Коэффициент теплопроводности стали λ=39,5 Вт/(м·ºС). Производительность пароперегревателя Q=61,1 кг/c пара. В пароперегреватель поступает сухой насыщенный пар при давлении р=9,8 МПа. Температура перегретого пара на выходе tп=500 ºС.
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α2=81,5 Вт/(м²·ºС), а от стенки к пару α1=1163 Вт/(м²·ºС); средняя температура газов tж=900 ºС. Гидравлическим сопротивлением пароперегревателя пренебречь.
Ответ: площадь поверхности нагрева пароперегревателя, рассчитанная по наружному диаметру труб, F=1090 м².
Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf
22.86 Решить задачу (1-31), пренебрегая кривизной стенки (как для плоской стенки). Полученную площадь поверхности сравнить с результатом, полученным в задаче 1-31.
Ответ: Площадь поверхности нагрева F=1055 м².
Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf
22.87 Определить температуру внутренней поверхности стенки холодильной камеры, выполненной из стали δ=2 мм, если t1=-20 ºC, t2=20 ºC; α1=25 Вт/(м²·град), α2=15 Вт/(м²·град), λ=65 Вт/(м·град).
Ответ: tc1=-5 ºC.
ВУЗ: СГУГиТ
Все задачи из: Основы теплотехники СГУГиТ Новосибирск 2020
22.88 В газоводяном охладителе коэффициент теплоотдачи со стороны газа α1=58, со стороны воды α2=580 Вт/(м²·К). В выпарном аппарате со стороны греющего пара α1=11000 Вт/(м²·К), а со стороны кипящего раствора α2=2800 Вт/(м²·К). В обоих теплообменниках стальные трубы с толщиной стенки 3 мм покрываются с одной стороны слоем накипи толщиной 2 мм. Как изменится в этих аппаратах коэффициент теплопередачи по сравнению с чистыми трубами? Расчет сделать по формулам для плоской стенки.
Ответ: Уменьшится: 1) в 1,06 раза; 2) в 3,22 раза.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
22.89 Как изменится коэффициент теплопередачи, если заменить стальные трубы диаметром 38×2,5 мм на медные такого же размера для следующих теплообменников: а) для воздушно – парового калорифера, в котором коэффициенты теплоотдачи α1=11000 и α2=40 Вт/(м²·К); б) для выпарного аппарата, где коэффициенты теплоотдачи α1=11000 и α2=2300 Вт/(м²·К)? Расчет произвести по формулам для плоской стенки.
Ответ: 1) Практически не изменится; 2) увеличится на 9%.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
22.90 В нагревательной печи, где температура газов tж1, стенка сделана из трех слоев: динасового кирпича толщиной 60 мм, красного кирпича толщиной 250 мм и снаружи слоя изоляции толщиной δиз. Воздух в цехе имеет температуру tж2. Коэффициент теплоотдачи в печи от газов к стенке α1, снаружи от изоляции к воздуху α2. Найти коэффициент теплопередачи от газов к воздуху, потери теплоты через стенку, температуры на поверхностях всех слоев. Построить график температур в стенке. Данные для решения взять из таблицы.
Таблица к задаче 1.37
| Вариант | Материал
изоляции |
δиз, мм | tж2, ºC | α2, Вт/(м2·К) | tж1, ºC | α1, Вт/(м2·К) |
| 1а | Асбест | 100 | 27 | 25 | 1500 | 120 |
Варианты задачи: 1б, 1в, 1г, 1д, 1е, 1ж, 1з, 2а, 2б, 2в, 2г, 2д, 2е, 2ж, 2з, 3а, 3б, 3в, 3г, 3д, 3е, 3ж, 3з, 4а, 4б, 4в, 4г, 4д, 4е, 4ж, 4з, 5а, 5б, 5в, 5г, 5д, 5е, 5ж, 5з, 6а, 6б, 6в, 6г, 6д, 6е, 6ж, 6з, 7а, 7б, 7в, 7г, 7д, 7е, 7ж, 7з, 8а, 8б, 8в, 8г, 8д, 8е, 8ж, 8з.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
