22 Теплопроводность
22.121 Найти плотность теплового потока в случае стационарного режима теплопроводности через двухслойную плоскую стенку, изображенную на рисунке, если λ1=50 Вт/(м·К), λ2=30 Вт/(м·К).
ВУЗ: САФУ
Все задачи из: Воронин А.М. Теплопередача САФУ (Севмашвтуз) 2017
22.122 Плоская стенка выполнена из шамотного кирпича толщиной δ=250 мм. Температура ее поверхностей: tc1=1350 ºC и tc2=50 ºC. Коэффициент теплопроводности шамотного кирпича является функцией от температуры λ=0,838(1+0,0007t).
Вычислить и изобразить в масштабе распределение температуры в стенке.
Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf
22.123 Найти плотность теплового потока в случае стационарного режима теплопроводности через плоскую стенку, изображенную на рисунке, если λ=1 Вт/(м·К), δ=100 мм, t1=500 ºC, t2=400 ºC.
ВУЗ: САФУ
Все задачи из: Воронин А.М. Теплопередача САФУ (Севмашвтуз) 2017
22.124 Плотность теплового потока через стенку из фанеры толщиной 3 мм равна 750 Вт/м². Определить температуру на внешней стороне стенки tст2, если температура внутренней стороны стенки равна 90 ºС.
Ответ: tст2=71,25 ºС.
22.125 Аппарат прямоугольной формы, с размерами 5×3×2,5 м, покрыт слоем теплоизоляции из стекловаты толщиной 40 мм. Температура стенки аппарата 100 ºС, температура наружной поверхности изоляции 55 ºС. Определить потери теплоты (тепловой поток) через слой теплоизоляции. Коэффициент теплопроводности стекловаты λ=0,05 Вт/(м·К).
22.126 Стенка топочной камеры имеет размеры 3×5 м². Стенка состоит из шамотного кирпича (250 мм) и одного красного кирпича (250 мм); в промежутке между ними имеется изоляционная совелитовая прокладка толщиной δ. Температура внутренней поверхности стенки t1; температура наружной поверхности по условиям техники безопасности не должна превышать 60 ºC.
Определить тепловой поток через стенку за 10 часов работы и экономию в процентах от применения изоляционной прослойки по сравнению со стенкой той же толщины, но выполненной из шамотного кирпича. Найти температуры на обеих поверхностях изоляционной прослойки; результаты представить графически. Коэффициент теплопроводности: шамота λ1=1,1 Вт/(м·К), совелита λ2=0,09 Вт/(м·К), красного кирпича λ3.
Параметры выбрать по таблице 1.
Таблица 1
| Вариант | t1, °С | λ3, Вт/(мК) | δ, мм |
| 00 | 1300 | 0,82 | 0,125 |
Ответ: Q1=348561 кДж, Q2=1178496 кДж, Э=70 %, tc1=1153 ºC, tc2=256 ºC.
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.
Все задачи из: Шелудько О.В. Тепломассообмен СЗТУ 2003
22.127 Железобетонная дымовая труба внутренним диаметром 800 мм и наружным диаметром 1300 мм должна быть футерована внутри огнеупором.
Определить толщину футеровки и температуру наружной поверхности трубы из условий, чтобы тепловые потери с одного погонного метра трубы не превышали ql, а температура внутренней поверхности трубы не должна превышать t2. Температура внутренней поверхности футеровки t1. Коэффициент теплопроводности футеровки λ1=0,838+0,001t, Вт/(м·К), коэффициент теплопроводности бетона λ2.
Параметры выбрать по таблице 2.
Таблица 2
| Вариант | ql, Вт/м | t1, °С | t2, °С | λ2, Вт/(мК) |
| 00 | 1800 | 410 | 180 | 1,05 |
Ответ: δ1=239 мм, t3=47 ºC.
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.
Все задачи из: Шелудько О.В. Тепломассообмен СЗТУ 2003
22.128 Тепловыделяющий элемент ядерного реактора выполнен из смеси карбида урана и графита в виде цилиндрического стержня диаметром d=12 мм. Объемная производительность источников теплоты равномерно распределена по объему и равна qυ, теплопроводность материала стержня λ.
Определить температуру и плотность теплового потока на поверхности тепловыделяющего элемента, если по оси стержня температура равна t0.
Параметры выбрать по таблице 3.
Таблица 3
| Вариант | λ, Вт/(мК) | qv, МВт/м3 | t0, °С |
| 00 | 50 | 400 | 800 |
Ответ: tc=728 ºC, q=1,2·106 Вт/м².
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.
Все задачи из: Шелудько О.В. Тепломассообмен СЗТУ 2003
22.129 Определить увеличение передачи теплоты в % от дымовых газов к воде через плоскую, покрытую слоем сажи стальную стенку, если произвести очистку поверхности от сажи.
Толщина стальной стенки δст=15 мм; толщина слоя сажи δс=2,02 мм. Теплопроводность стали λст=50 Вт/(м·К), а сажи λс=0,08 Вт/(м·К).
Температура дымовых газов t1=1000 C, температура кипящей воды t2=180 ºC; коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1=50 Вт/(м²·К), а от стенки к кипящей воде α2=4500 Вт/(м²·К).
Изобразить схематично характер изменения температуры в теплоносителях и разделяющей их стенки для двух случаев: а) при наличии слоя сажи; б) после устранения слоя сажи.
22.130 Вычислить допустимую силу тока для медного провода d=1 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 λрез=0,15 Вт/(м·К). Электрическое сопротивление медного провода R=0,005 Ом/м.
