22 Теплопроводность

22.31 Стена из силикатного кирпича толщиной 250 мм имеет с одной стороны температуру -30 ºС, а с другой – температуру +20 ºС. Найти плотность теплового потока через стену и глубину ее промерзания до температуры 0 ºС, считая коэффициент теплопроводности материала стены постоянным.

Ответ: q_l=164 Вт/м², δ0ºС=0,15 м.

Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf

22.32 Лед на реке имеет толщину 300 мм и покрыт слоем снега толщиной 200 мм. Температура на наружной поверхности снега -15 ºС, а на поверхности льда, обращенной к воде, 0 ºС. Найти плотность теплового потока через эти два слоя.

Ответ: q=26,3 Вт/м².

Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf

22.33 Плоскую поверхность с температурой 400 ºС надо изолировать пеношамотом так, чтобы потери теплоты не превышали 450 Вт/м² при температуре на внешней поверхности изоляции 43 ºС. Найти толщину слоя изоляции.

Ответ: δ=0,23 м.

Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf

22.34 Оконная рама состоит из двух слоев стекла толщиной по 5 мм каждый. Между стеклами находится слой сухого неподвижного воздуха толщиной 6 мм со средней температурой 0 ºС. Площадь поверхности окна 4,5 м². Определить потерю теплоты теплопроводностью через окно, если разность температур на внешних поверхностях стекол 25 ºС.

Ответ: Q=434 Вт.

Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf

22.35 Вычислить плотность теплового потока через плоскую однородную стенку, толщина которой значительно меньше ширины и высоты, если стенка выполнена: а) из стали [λ=40 Вт/(м·ºС)]; б) из бетона [λ=1,1 Вт/(м·ºС)]; в) из диатомитового кирпича [λ=0,11 Вт/(м·ºС)].

Во всех случаях толщина стенки δ=50 мм. Температуры на поверхностях стенки поддерживаются постоянными: t_c1=100 ºC и t_c2=90 ºC.

Ответ: Для стальной стенки q=8000 Вт/м²; для бетонной стенки q=220 Вт/м²; для стенки из диатомитового кирпича q=22 Вт/м².

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

22.36 Плотность теплового потока через плоскую стенку толщиной δ=50 мм q=70 Вт/м².

Определить разность температур на поверхностях стенки и численные значения градиента температуры в стенке, если она выполнена: а) из латуни [λ=70 Вт/(м·ºС)]; б) из красного кирпича [λ=0,7 Вт/(м·ºС)]; в) из пробки [λ=0,07 Вт/(м·ºС)].

Ответ: Для латунной стенки Δt=0,05 ºC и |grad t|=1 ºC/м; для кирпичной стенки Δt=5 ºC и |grad t|=100 ºC/м; для пробковой стенки Δt=50 ºC и |grad t|=1000 ºC/м.

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

22.37 Определить потерю теплоты Q, Вт, через стенку из красного кирпича длиной l=5 м, высотой h=4 м и толщиной δ=0,250 м, если температуры на поверхностях стенки поддерживаются t_c1=110 ºC и t_c2=40 ºC. Коэффициент теплопроводности красного кирпича λ=0,70 Вт/(м·ºС).

Ответ: Потери теплоты Q=3920 Вт.

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

22.38 Определить коэффициент теплопроводности материала стенки, если при толщине ее δ=40 мм и разности температур на поверхностях Δt=20 ºC плотность теплового потока q=145 Вт/м².

Ответ: Коэффициент теплопроводности λ=0,29 Вт/(м·ºС).

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

22.39 Плоскую поверхность необходимо изолировать так, чтобы потери теплоты с единицы поверхности в единицу времени не превышали 450 Вт/м². Температура поверхности под изоляцией t_c1=450 ºC, температура внешней поверхности изоляции t_c2=50 ºC.

Определить толщину изоляции для двух случаев:

а) изоляция выполнена из совелита, для которого

λ=0,09+0,0000874t;

б) изоляция выполнена из асботермита, для которого

λ=0,109+0,0001464t.

Ответ: а) δ=100 мм; б) δ=130 мм.

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

22.40 Стальная труба диаметром 45×2,5 мм покрывается снаружи и внутри  слоем эмали толщиной по 0,5 мм [λ_эм=1,05 Вт/(м·К)]. Во сколько раз увеличится термическое сопротивление стенки после эмалирования? Расчет сделать по формулам для плоской стенки.

Ответ: В 18 раз.

Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf