22 Теплопроводность

22.41 Сосуд, наполненный жидким газом, имеет на наружной поверхности температуру -190 ºС. Он покрывается слоем шлаковаты толщиной 250 мм. Температура воздуха в помещении 20 ºС. Какой тепловой поток пройдет через 1 м² изоляции, если пренебречь термическим сопротивлением теплоотдачи со стороны воздуха?

Ответ: Q=134 Вт.

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

22.42 Печь изнутри выложена динасовым кирпичом, за которым следует слой красного кирпича толщиной 250 мм и, наконец, снаружи – слой силикатного кирпича толщиной 60 мм. На внутренней поверхности печи температура 1150 ºС, на наружной 60 ºС. Какова должна быть толщина слоя динасового кирпича, чтобы температура красного кирпича не превышала 820 ºС? Найти температуру на внутренней поверхности слоя силикатного кирпича.

Ответ: δ_д.к=61 мм, t_c3=198 ºC.

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

22.43 Стенка опытной установки покрыта снаружи изоляционным слоем толщиной 260 мм. Она обогревается изнутри так, что на наружной поверхности изоляции поддерживается температура 35 ºС. Для изучения тепловых потерь в изоляцию на глубину 50 мм от наружной поверхности заделана термопара, которая показала 70 ºС. Определить температуру на поверхности контакта стенки и изоляции.

Ответ: t=217 ºC.

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

22.44 Найти эквивалентный коэффициент теплопроводности (в поперечном направлении) для плоского конденсатора, который собран из z листов алюминиевой фольги толщиной 0,02 мм и z листов изоляционной бумаги, имеющей теплопроводность λ_б=0,18 Вт/(м·К) и толщину листа 0,05 мм.

Ответ: λ_экв=0,25 Вт/(м·К).

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

22.45 Для проведения испытаний смонтирована сборка из пяти стальных листов толщиной 0,5 мм каждый. Между листами проложены прокладки изоляционной бумаги толщиной по 0,05 мм и теплопроводностью λ_б=0,116 Вт/(м·К). Найти эквивалентную теплопроводность λ_экв сборки (в поперечном направлении). Как изменится λ_экв, если учесть, что между слоями имеются воздушные зазоры толщиной 0,001 мм (температура воздуха 20 ºС)?

Ответ: λ_1экв=1,5 Вт/(м·К), λ_2экв=1,3 Вт/(м·К).

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

22.46 Нагреватель и холодильник имеют соответственно температуры 200 и 0 ºС. Между их поверхностями зажат диск диаметром 150 мм и толщиной 25 мм, сквозь который проходит тепловой поток 60 Вт. Между поверхностями нагревателя, диска и холодильника имеются воздушные зазоры толщиной 0,1 мм. Пренебрегая лучистым теплообменом и потерями теплоты, найти теплопроводность материала диска с учетом и без учета воздушных зазоров. Теплопроводность воздуха в зазорах определить по температурам нагревателя и холодильника.

Ответ: λ_д1=0,479 Вт/(м·К), λ_д2=0,425 Вт/(м·К).

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

22.47 Стенка холодильной камеры сделана из пробковой плиты толщиной 100 мм и обшита с обеих сторон сосновыми досками толщиной 15 мм каждая. На внешних поверхностях досок температуры соответственно: +20 и -12 ºС. Определить потери теплоты через 1 м² поверхности стенки и температуры на обеих поверхностях пробковой плиты. Где в пробковой плите располагается изотермическая поверхность с t=0 ºC?

Ответ: Q=13,75 Вт, t_c1=18,6 ºС, t_c2=10,6 ºC, на расстоянии 63,7 мм от наружной поверхности пробковой плиты.

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

22.48 Определить плотность теплового потока q, передаваемого теплопроводностью:

1) через однослойную плоскую металлическую стенку толщиной δ_c;

2) через двухслойную плоскую стенку: первая стенка покрыта плоским слоем изоляции толщиной δ_и.

Температуры внешних поверхностей t_c1 и t_c2 в обоих случаях одинаковы.

Данные для решения задачи взять из табл. 1.

ВУЗ: КНИТУ

22.49 К медному стержню диаметром 20 мм и длиной 200 мм с одного конца через торец подводится теплота. Другой конец охлаждается потоком воды, которая при расходе 0,0167 кг/c нагревается от стержня на 2 ºС. Найти перепад температур между концами стержня, приняв, что через боковую поверхность стержня тепловые потери отсутствуют.

Ответ: Δt=232 ºС.

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

22.50 Алюминиевый брусок квадратного сечения длиной 180 мм зажат торцами между нагревателем и холодильником, температуры которых соответственно 400 и 10 ºС. Найти термическое сопротивление и сторону квадратного сечения бруска, если по бруску передается тепловой поток 176,8 Вт, а тепловые потери с боковой поверхности бруска отсутствуют.

Ответ: R=88,23·10^-5 (м²·К)/Вт, а=20 мм.

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