25 Лучистый теплообмен
25.21 Сосуд Дьюара, стенки которого выполнен из полированной меди, заполнен жидкостью с температурой 92 ºС. Температура окружающей среды 18 ºС. Полагая, что температуры стенок равны температурам жидкости и среды, определить толщину слоя теплоизоляции из пенополиуретана, равноценную экранновакуумной изоляции сосуда Дьюара.
25.22 (Вариант 13) Изолированная теплофикационная труба длиной l с наружным диаметром изоляции d проложена внутри прямоугольного бетонного канала, размером (a×b). Температуры поверхностей изоляции трубы и стенок канала соответственно t1 и t2, а степени черноты соответственно равны ε1=0,9, ε2=0,7.
Определите для трубы потерю теплового потока.
Таблица 1 – Исходные данные
| l, м | d, мм | а, мм | b, мм | t1, ºС | t2, ºС |
| 14 | 160 | 160 | 600 | 70 | 25 |
Все задачи из: Гончарова Н.В. Основы термодинамики 2013
25.23 Обмуровка топочной камеры парового котла выполнена из шамотного кирпича, а внешняя обшивка – из листовой стали. Расстояние между кладкой и обшивкой 0,03 м, и его можно считать малым по сравнению с размерами топки. Вычислить потери тепла в окружающую среду с единицы поверхности за счет лучистого теплообмена между поверхностями обмуровки и обшивки. Температура внешней поверхности обмуровки tw1, ºC; температура обшивки tw2, ºC; степень черноты шамота εш=0,8; стали — εс=0,6. Исходные данные принять по табл. 4. Как изменятся тепловые потери, если между обмуровкой и обшивкой топочной камеры установить экран, имеющий степень черноты εэ=0,5?
Таблица 4 – Исходные данные
| Вариант | tw1, ºC | tw2, ºC |
| 10 | 145 | 80 |
25.24 (Вариант 20) Определить радиационный тепловой поток между двумя круглыми пластинами, центры которых находятся на общей нормали, если меньшая пластина имеет диаметр d1, степень черноты ε1 и температуру t1, а большая — диаметр d2, степень черноты ε2, температуру t2. Расстояние между пластинами h.
Таблица 11.1 – Исходные данные
| d1, м | ε1 | t1, ºC | d2, м | ε2 | t2, ºC | h, м |
| 0,25 | 0,15 | 527 | 0,3 | 0,45 | 127 | 1,6 |
25.25 Металлическая поверхность нагрета до температуры 927 ºС и имеет коэффициент излучения 3,5 Вт/(м²·К4). Определить плотность потока собственного излучения на поверхности, коэффициент теплового излучения поверхности, длину волны, которая соответствует максимуму интенсивности излучения.
Ответ: Е=72,58 кВт/м², ε=0,617, λ=24·10-7 м.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
25.26 Определить тепловой поток, излучаемый стальной трубой с окисленной поверхностью, имеющей наружный диаметр 70 мм и длину 10 м. Температура поверхности трубы 230 ºС. Труба расположена в помещении на большом удалении от стен, температура которых 20 ºС.
Ответ: Q1,2=5,65 кВт.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
25.27 Рассчитать температуру поверхности детали из окисленной латуни, если излучаемый ею поток энергии имеет плотность 32 кВт/м².
Ответ: t=712 ºС.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
25.28 Определить потери теплоты в час за счет лучеиспускания паропровода (с=2,6 Вт/(м²·К4)), проложенного внутри цехового помещения, стены которого имеют температуру 25 ºС. Наружный диаметр паропровода 150 мм, длина 200 м. По паропроводу течет насыщенный водяной пар с давлением 106 Па, температура наружной поверхности трубы на 20 ºС ниже температуры насыщения.
Ответ: Q1,2=240,4 МДж/ч.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
25.29 Нихромовая проволока разогрета до температуры 1000 ºС. Вычислить коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием с поверхности проволоки, если нагреватель расположен в большом помещении, а температура ограждений 27 ºС.
Ответ: αл=147 Вт/(м²·К).
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
25.30 Двухстенный сосуд Дьюара с посеребренными поверхностями наполнен жидким кислородом при температуре -183 ºС. Снаружи сосуд окружает воздушная среда с температурой 27 ºС. Найти тепловой поток, передаваемый излучением между стенками сосуда, если принять, что стенки приобретают температуру сред, с которыми они соприкасаются, а поверхность теплообмена равна 0,05 м².
Ответ: Q=0,23 Вт.
Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf
