26 Теплопередача. Теория горения

26.141 По стальному паропроводу с внутренним диаметром d₁ и толщиной стенки δ₁ = 8 мм протекает перегретый пар с температурой t₁. Паропровод покрыт слоем изоляции толщиной δ₂, коэффициент теплопроводности которой λ₂ = 0,1 Вт/(м·К). Температура окружающего воздуха t₂ = 25 ºС. Коэффициенты теплоотдачи со стороны пара и окружающего воздуха соответственно равны: α₁ = 250 Вт/(м²·К), α₂ = 12 Вт/(м²·К). Определить потери тепла q_l на 1 пог. м паропровода, а также температуру наружной поверхности изоляции. Коэффициент теплопроводности стали λ₁ принять равным 35 Вт/(м·К).

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

26.142 Коэффициент теплопередачи через наружное ограждение (стену) помещения k, коэффициент теплоотдачи от воздуха внутри помещения к поверхности стены α₁. Определить, на сколько градусов изменится температура внутренней поверхности стены, если температура наружного воздуха понизится на 25 ºC, а температура воздуха внутри помещения понизится на 5 ºC?

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

26.143 До какого предельного значения можно понизить температуру воздуха в помещении, чтобы температура внутренней поверхности стены осталась не ниже t₁^ст при температуре наружного воздуха t₂ = -35 ºС, если толщина стены δ_ст, коэффициент теплопроводности материала стены λ_ст, а коэффициенты теплоотдачи с внутренней и наружной сторон соответственно α₁ = 9 Вт/(м²·К) и α₂ = 20 Вт/(м²·К)?

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

26.144 По стальному неизолированному трубопроводу диаметром 80 × 5 мм течет холодильный агент, температура которого t₂ = -20 ºС. Температура воздуха в помещении, где проходит трубопровод, t₁ = 20 ºС. Коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха α₁ = 10 Вт/(м²·К), со стороны холодильного агента α₂ = 1000 Вт/(м²·К). На сколько процентов снизится потеря холода, если трубопровод покрыть слоем изоляции с коэффициентом теплопроводности λ₂ толщиной δ₂?

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

26.145 Определить потери тепла через кладку камеры сгорания толщиной δ_ст = 0,45 м, площадью F = 8 м². Кладка выполнена в виде плоской стенки из шамотного кирпича, коэффициент теплопроводности которого λ_ст, Вт/(м·К), связан с температурой зависимостью λ_ст = 0,84 + 0,0006t.

Температура газов в камере сгорания t₁, температура холодного воздуха t₂ = 20 ºС. Коэффициенты теплоотдачи со стороны газов и воздуха соответственно α₁ и α₂.

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

26.146 Какова толщина слоя изоляции паропровода, если при температуре внутренней ее поверхности t₁^ст наружная поверхность диаметром d₂ имеет температуру t₂^ст = 50 ºС? Коэффициент теплопроводности изоляции λ=0,08 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху α₂ = 15 Вт/(м²·К). Температура воздуха t₂ = 20 ºС.

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

26.147 Плоская стальная стенка толщиной δ_ст=10 мм омывается с одной стороны дымовыми газами с температурой t₁=950 ºС, а с другой стороны – водой с температурой t₂=250 ºС. Коэффициенты теплопередачи со стороны газов и со стороны воды соответственно α₁ и α₂. Коэффициент теплопроводности материала стенки λ_ст=50 Вт/(м·К). Определить плотность теплового потока через стенку и температуру ее поверхностей со стороны газов и воды для случая чистой стенки, а также для случая, когда она покрыта слоем накипи с коэффициентом теплопроводности λ_н=1,4 Вт/(м·К) толщиной δ_н. Для обоих случаев показать графически распределение температуры по толщине стенки.

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

26.148 Голый металлический провод диаметром d = 4 мм имеет температуру поверхности t_ст = 95 ºС. Активное электрическое сопротивление провода r = 4·10³ Ом/м. Коэффициент теплоотдачи от поверхности провода к окружающему воздуху α. Температура воздуха t_в. Какой будет температура поверхности этого провода t_ст под слоем изоляции толщиной δ = 3 мм с коэффициентом теплопроводности λ при неизменном токе и прочих равных условиях? Определить также максимальное значение тока в изолированном проводе, если первоначальную температуру провода считать предельно допустимой. Дайте объяснение полученным результатам.

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

26.149 Определение мощности электронагревателя для обогрева помещения

Две стены помещения с внутренними размерам, (1 ‒ a·h и 2 ‒ b·h) выложены из красного кирпича толщиной δ_кп, изолированного с наружной стороны сайдингом толщиной δ_сд, а с внутренней покрыта слоем штукатурки толщиной δ_шт.

3 и 4-я стены с размерами (3 ‒ b·h и 4 ‒ a·h) выполнены из панелей толщиной δ_пн, оштукатуренных с обеих сторон штукатуркой толщиной δ_шт. Пол и потолок выполнены из железобетонных плит толщиной δ_жб, где а – длина, b – ширина, h – высота. Коэффициенты теплопроводности материалов конструкции соответственно равны λ_пн = 0,7 Вт/(м·ºС), λ_кп = 0,75 Вт/(м·ºС), λ_сд = 0,35 Вт/(м·ºС), λ_шт = 1,2 Вт/(м·ºС) и λ_жб = 2,2 Вт/(м·ºС). Какой мощности электронагреватель нужно установить, чтобы температура в помещении сохранялась на уровне t_вн, если теплоперенос через 3 и 4-ю стены отсутствует, а температура наружного воздуха равняется t_нар и коэффициенты теплоотдачи соответственно на внутренних и внешних поверхностях элементов конструкции соответственно равны:

α_с1=9 Вт/(м²·ºС), α_с2=20 Вт/(м²·ºС)  (для 3 и 4 стены);

α_п1=10 Вт/(м²·ºС), α_п2=4 Вт/(м²·ºС)  (для пола);

α_пт1=8 Вт/(м²·ºС), α_пт2=15 Вт/(м²·ºС) (для потолка).

Таблица 1

Продолжение таблицы 1

Решить задачу и ответить письменно на следующие вопросы:

1. Что такое тепловой поток, плотность теплового потока, температурное поле?

2. Как распределяется температура по толщине плоской многослойной стенки?

3. Физический смысл коэффициентов теплопроводности λ и теплоотдачи α, их размерность.

4. Какова математическая запись закона Фурье и закона Ньютона — Рихмана?

5. Что такое термическое сопротивление? Какова размерность величины термического сопротивления? Чем отличается термическое сопротивление теплоотдачи на поверхности плоской стенки от термического сопротивлениями теплопроводности плоской стенки?

Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТГАСУ