23 Конвективный теплообмен
23.51 Стена высотой 4 м нагревается потоком воздуха. Температура стены tc, воздуха tж.
Определить плотность теплового потока от воздуха к стене для случаев:
1) воздух движется свободно;
2) воздух движется со скоростью ω.
Данные для решения задачи приведены в табл. 11.
Таблица 11
| Вариант | tc, ºC | tж, ºC | ω, м/c |
| 19 | 25 | 180 | 3 |
ВУЗ: КемТИПП
Все задачи из: Архипова Л.М. Третьякова Н.Г. Теплофизика КемТИПП
23.52 (Вариант 68) По трубкам масляного радиатора, имеющим внутренний диаметр d1 и длину l течет масло марки МС-20. Средняя температура на внутренней стенке трубки равна tc, средняя температура масла по длине равна tж. Определить коэффициент теплоотдачи от масла к стенкам трубки α, общее количество отдаваемого тепла, если известно, что радиатор содержит n параллельно включенных трубок, а общий расход масла равен M. Исходные данные для решения задачи выбрать из табл. 5, а физические свойства масла МС-20 из [11, табл.18, стр.267].
Таблица 5
| d1, мм | tc, ºC | tж, ºC | l, м | n, шт | М, кг/c |
| 25 | 92 | 20,8 | 2,7 | 230 | 2,1 |
23.53 В трубе, имеющей внутренний диаметр 32 мм, движется вода со средней по сечению скоростью 1 м/c. Средняя по длине температура внутренней стенки трубы 38 ºС. Температура воды на входе в трубу 20 ºС, а на выходе 28 ºС. Определить коэффициент теплоотдачи, передаваемый тепловой поток и длину трубы.
23.54 Определить потери теплоты в единицу времени с горизонтально (или вертикально) расположенной цилиндрической трубы диаметром d и длиной 2,5 м в окружающую среду, если температура стенки трубы tc, а температура воздуха tв.
— Для определения коэффициента теплоотдачи использовать критериальные уравнения теплоотдачи при поперечном обтекании.
— Теплофизические параметры воздуха рассчитывать с использованием линейной интерполяции по температуре.
— Лучистым теплообменом пренебречь.
— Данные для расчета выбрать из таблицы 5.
Таблица 5
| Вариант 81 | ||||
| tc, ºС | tв, ºС | d, мм | Ориентация
трубы |
Вид
конвекции |
| 240 | 20 | 300 | горизонтальная | вынужденная (10 м/c) |
ВУЗ: ПГТУ
23.55 Какую минимальную тепловую мощность Qmin, кВт, должен иметь встроенный в цистерну подогреватель нефтепродукта, чтобы обеспечить среднюю температуру поверхности цистерны tСТ? Котел цистерны диаметром d=2,8 м, имеющей расчетную площадь поверхности F=100 м², расположен горизонтально и защищен от ветра. Температура воздуха — tв. Для определения среднего коэффициента теплоотдачи от поверхности цистерны воспользоваться критериальной формулой для расчета теплообмена около горизонтальной трубы в условиях естественной конвекции.
Таблица 5 – Числовые данные к задачам
| Последняя цифра номера зачетной книжки | tСТ, ºС | tв, ºС |
| 0 | 40 | -20 |
ВУЗ: ИрГУПС
23.56 (Вариант 62) Определить количество теплоты, поступающее в помещение от трубы системы отопления наружным диаметром d, мм, если известно, длина трубы l, м, температура наружной стенки трубы равна tСТ, ºС и температура воздуха в помещении tв, ºС. Задачу решить с использованием теории теплового подобия. Процесс теплоотдачи считать свободной конвекцией в воздушной среде. Численные значения для решения задачи приведены в таблице 5.4.
Таблица 5.4 — Варианты заданий к задаче 4
| Расположение трубы | tСТ, ºС | l, м | d, мм | tв, ºС |
| горизонтальное | 92 | 3,00 | 29,6 | 23 |
ВУЗ: КГСХА
Все задачи из: Трофимов М. А. Теплотехника Костромская ГСХА 2015
23.57 (Вариант 72) В водяном экономайзере парового котла нагревается вода от tж1, ºС до tж2, ºС.
Вычислить коэффициент теплоотдачи α от стенки трубы длиной l=1,2 м к потоку воды и количество передаваемой теплоты, если внутренний диаметр труб экономайзера, по которым движется вода, dвн=32 мм; скорость движения воды W, м/c. Температуру стенки трубы принять равной tст, ºС.
Данные для решения задачи 2.2 выбирать из табл. 9.
Таблица 9 – Исходные данные к задаче 2.2
| tж1, ºС | W, м/c | tж2, ºС | tст, ºС |
| 124 | 0,9 | 215 | 273 |
23.58 В опускных трубах котельной установки с внутренним диаметром 30 мм нагревается вода. Скорость движения воды 0,3 м/c, средняя по длине трубы температура воды 85 ºС, температура внутренней стенки трубы 105 ºС. Определить средний по длине трубы коэффициент теплоотдачи.
ВУЗ: ПГАТУ
23.59 В теплообменнике шахматный пучок труб обтекается поперечным потоком трансформаторного масла. Внешний диаметр труб в пучке d = 20 мм. Поперечный шаг s1 = 2,5d, продольный шаг s2 = 1,5d. Средняя скорость в узком сечении пучка и средняя температура масла соответственно равны: ω = 0,6 м/с и tж = 40ºС.
Найти коэффициент теплоотдачи от поверхности труб к маслу для третьего ряда труб пучка при условии, что температура поверхности труб tс = 90ºС.
Вычисления произвести для двух случаев:
а) поток обтекает трубы под углом атаки ψ = 90º.
б) поток обтекает трубы под углом атаки ψ = 60º.
Ответ: αψ=90º = 1130 Вт/(м²·С); αψ=60º = 1060 Вт/(м²·С).
Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf
23.60 Как изменится коэффициент теплоотдачи для третьего ряда труб в условиях задачи 6-18, если пучок труб будет обтекаться поперечным потоком воды, а все остальные условия останутся без изменений (d = 20 мм; ω = 0,6 м/с; tж = 40ºС; tс = 90ºС)?
Сравнение произвести при тех же углах атаки, т. е. при ψ = 90 и 60º
Задача 6.18
В теплообменнике шахматный пучок труб обтекается поперечным потоком трансформаторного масла. Внешний диаметр труб в пучке d = 20 мм. Поперечный шаг s1 = 2,5d, продольный шаг s2 = 1,5d. Средняя скорость в узком сечении пучка и средняя температура масла соответственно равны: ω = 0,6 м/с и tж = 40ºС.
Найти коэффициент теплоотдачи от поверхности труб к маслу для третьего ряда труб пучка при условии, что температура поверхности труб tс = 90ºС.
Вычисления произвести для двух случаев:
а) поток обтекает трубы под углом атаки ψ = 90º.
б) поток обтекает трубы под углом атаки ψ = 60º.
Ответ: αψ=90º = 9950 Вт/(м²·С); αψ=60º = 9353 Вт/(м²·С).
Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf
