22 Теплопроводность
22.61 Определить целесообразность использования асбеста с коэффициентом теплопроводности λиз=0,11 Вт/(м·К) для теплоизоляции трубопровода диаметром d1/d2=18/20 мм, если коэффициент теплоотдачи в окружающую среду с внешней поверхности изоляции α2=8 Вт/(м²·К). Каким должен быть максимальный коэффициент теплопроводности изоляции, используемой для этой цели?
22.62 Труба диаметром 60×3 мм и длиной 5 м покрыта слоем пробковой плиты толщиной 30 мм и сверху еще слоем совелита толщиной 40 мм. На стенке трубы снаружи температура -110 ºС, а на наружной поверхности совелита +10 ºС. Определить потерю холода за сутки. Сколько будет потеряно холода, если слои поменять местами? Значения температур и толщин слоев сохранить.
Ответ: Q1=16 МДж, Q2=18 МДж.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
22.63 Стальной паропровод диаметром 150×5 мм имеет на внутренней поверхности температуру 300 ºС. Его надо покрыть двумя слоями изоляции, причем температура наружной поверхности изоляции не должна превышать 50 ºС. Для изоляции предлагаются: слой А толщиной 20 мм и теплопроводностью λА=0,037 Вт/(м·К) и слой Б толщиной 40 мм и теплопроводностью λБ=0,14 Вт/(м·К). В какой последовательности надо расположить эти слои на паропроводе, чтобы получить минимальные тепловые потери?
Ответ: сначала слой А, потом слой Б, тогда ql1=176,4 Вт/м, иначе ql2=212,5 Вт/м.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
22.64 Электронагреватель мощностью 1,7 кВт находится внутри фарфоровых труб, диаметр которых 20×3 мм, а общая длина 7 м. На внутренней поверхности труб температура 140 ºС. Трубы опущены в раствор, температура кипения которого 130 ºС. Будет ли происходить кипение раствора на поверхности труб?
Ответ: кипение раствора на поверхности труб происходить не будет так как tc=126 ºС.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
22.65 По стеклянному трубопроводу диаметром 56×3 мм после тепловой обработки движется молоко со скоростью 0,5 м/c. Теплоемкость молока 3,84 кДж/(кг·К), плотность 1030 м³/кг. На внутренней поверхности трубы температура 74,5 ºС. Определить температуру на наружной поверхности трубы, если на каждые 10 м длины трубопровода температура молока снижается на 1 ºС.
Ответ: tc=65 ºС.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
22.66 Бетонные трубы, имеющие диаметр 150×25 мм, надо проложить в грунте. Температура грунта на внешней поверхности трубы может снизиться до -1,82 ºС. Жидкость в трубах замерзает при температуре -0,5 ºС. Можно ли прокладывать трубы без теплоизоляции, если линейная плотность теплового потока через стенку трубы равна 21,7 Вт/м?
Ответ: нет, tc=0,72 ºС.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
22.67 Корпус аппарата шаровой формы выполнен из титана и имеет наружный диаметр 1 м и толщину стенки 100 мм. Он покрыт изнутри пенопластом толщиной 8 см. Найти температуры на поверхностях слоя пенопласта, если температурный перепад на двухслойной стенке 120 ºС, тепловой поток проходит внутрь аппарата. Снаружи на титановой стенке температура 5 ºС.
Ответ: tc1=-115 ºC, tc2=4,68 ºC.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
22.68 Определить тепловой поток через стенку вращающегося шарообразного варочного котла, внутренний диаметр которого d1=1,2 м, а общая толщина стенки котла и слоя изоляции δ=100 мм. Температура внутренней поверхности t1=140 ºC, внешней — t2=40 ºC, эквивалентный коэффициент теплопроводности λ=0,1 Вт/(м·ºС).
22.69 Стенка теплообменника из стали толщиной 5 мм покрыта снаружи изоляцией из шлаковаты толщиной 50 мм. В теплообменнике – жидкость с температурой 100 ºС, а температура наружного воздуха 10 ºС. Коэффициенты теплоотдачи: со стороны жидкости α1=240 Вт/(м²·К), со стороны воздуха α2=10 Вт/(м²·К). Найти температуры на поверхностях стенки и изоляции и проанализировать влияние термических сопротивлений теплопроводности и теплоотдачи на потери теплоты.
Ответ: tc1=99,1 ºС, tc2=99,08 ºС, tc3=31,6 ºС.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
22.70 Найти толщину слоя шлаковаты, которым надо изолировать плоскую стенку от окружающей среды, чтобы уменьшить потери теплоты в 2 раза по сравнению с неизолированной стенкой. Температура наружной поверхности стенки после наложения изоляции не изменилась. Коэффициент теплоотдачи в окружающую среду принять в обоих случаях α=16 Вт/(м²·К).
Ответ: δ=0,01 м.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
