26 Теплопередача. Теория горения

26.21 По стальной трубе, внутренний и внешний диаметр которой соответственно d1 и d2, а коэффициент теплопроводности λ = 40 Вт/(м·К), течёт газ со средней температурой t1. Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке α1.

Снаружи труба охлаждается водой с температурой t2. Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде α2. Определить коэффициент теплопередачи К от газа к воде, тепловой поток на один метр длины трубы ql и температуры поверхностей трубы.

Данные для решения задачи выбрать из таблицы 3.

Вариант d1 d2 t1, ºС t2, ºС α1 α2
мм Вт/(м²·К)
23 130 140 1000 100 52 4400

Ответить на вопрос.

При каких значениях d2/d1 (близких к единице или гораздо больше единицы) цилиндрическую стенку для расчётов без больших погрешностей можно заменить плоской?


26.22 Вычислить потери теплоты через единицу поверхности кирпичной обмуровки парового котла и температуры на поверхностях стенки, если толщина стенки δ = 250 мм, температура газов Тf1 = 720ºС, воздуха в котельной Тf2 = 25ºС. Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности стенки α1 = 23 Вт/(м²·К) и от стенки к воздуху α2 = 12 Вт/(м²·К). Коэффициент теплопроводности стенки равен λ = 0,7 Вт/(м·К).

Ответ: q = 1436,25 Вт/м²; TW1 = 657,6ºС; TW2 = 144,7ºС.

Задачник: Бухмиров В.В. Теоретические основы теплотехники ИГЭУ 2013.pdf


26.23 Определить требуемую минимальную толщину обмуровки газохода котла, чтобы температура ее наружной поверхности не превышала 50 ºС при температуре газов в газоходе t1. Эквивалентный коэффициент теплопроводности обмуровки λ=0,6 Вт/(м·К). Суммарный коэффициент теплоотдачи со стороны газов — α1, со стороны воздуха α2=16 Вт/(м²·К), а температура воздуха t2=20 ºC.

Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы

Предпоследняя цифра шифра t1, ºС α1, Вт/(м²·К)
1 300 65

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС


26.24 Определить плотность теплового потока через плоскую стенку нагревательной печи, состоящую из двух слоев кладки: шамотного кирпича толщиной δ1=0,56 м и диамитового кирпича δ2=0,24 м, если температура внутренней поверхности кладки равна tст1, а температура наружного воздуха t0=25 ºC. Коэффициент теплопроводности внутреннего слоя кладки λ1=0,95 Вт/(м·К), наружного слоя λ2=0,15 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи конвекцией со стороны наружной поверхности αк=8,5 Вт/(м²·К), а ее степень черноты ε.

Таблица 2 – Числовые данные к задача контрольной работы №2

Предпоследняя цифра шифра tст1, ºС ε
1 800 0,60

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: МИИТ


26.25 Определить массу продуктов сгорания, получаемых при полном сгорании 1 м³ природного газа Ставропольского месторождения состава: СО2 = 0,2%; СН4 = 98,2%; С2Н6 = 0,4%; С3Н8 = 0,1%; С4Н10 = 0,1%; N2 = 1,0%, если известно, что плотность сухого газа ρсгт = 0,728 кг/м³. Коэффициент избытка воздуха в топке αт = 1,15.

Ответ: Мг = 15 кг/м³.

Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf


26.26 Плоская стальная стенка толщиной δ11=40 Вт/(м·К)) с одной стороны омывается газами; при этом коэффициент теплоотдачи равен α1. С другой стороны стенка изолирована от окружающего воздуха плотно прилегающей к ней пластиной толщиной δ22=0,40 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи от пластины к воздуху равен α2. Определить тепловой поток ql, Вт/м² и температуры t1, t2 и t3 поверхностей стенок, если температура продуктов сгорания tг, а воздуха — tв. Данные для решения задачи выбрать из табл. 5.

Таблица 5

Вариант 00
δ1, мм α1, Вт/(м²⸱К) tг, °С δ2, мм α2, Вт/(м²⸱К) tв, °С
5 35 350 10 5 30

Ответ: ql=1248 Вт/м², t1=314,34 ºC, t2=314,18 ºC, t3=282,98 ºC.

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


26.27 Плоская стальная стенка толщиной δ11=40 Вт/(м·К)) с одной стороны омывается газами; при этом коэффициент теплоотдачи равен α1. С другой стороны стенка изолирована от окружающего воздуха плотно прилегающей к ней пластиной толщиной δ22=0,15 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи от пластины к воздуху равен α2. Определить удельный тепловой поток q, Вт/м² и температуры t1, t2, t3 поверхностей стенок, если температура газов равна tг, а воздуха — tв. Данные для решения задачи выбрать из табл. 2.2.

Таблица 2.2 — Исходные данные

Вариант 02
δ1, мм α1, Вт/(м2·К) tг, ºС δ2, мм α2, Вт/(м2·К) tв, ºС
7 40 370 10 5 30

26.28 По горизонтально расположенной стальной трубе с коэффициентом теплопроводности λ=17 Вт/(м·К) со скоростью ω1 течет вода, имеющая температуру tв. Снаружи труба охлаждается окружающим воздухом, температура которого tвоз, а давление 0,1 МПа. Определить коэффициенты теплоотдачи α1 и α2 соответственно от воды к стенке трубы и от стенки трубы к воздуху; коэффициент теплопередачи k и тепловой поток ql, отнесенный к 1 м длины трубы, если внутренний диаметр трубы равен d1, а внешний – d2.

Таблица  4.15 – Исходные данные

Вариант tв, ºС ω, м/c tвоз, ºС d1 d2
мм
14 170 4,4 30 180 200

ВУЗ: КемТИПП


26.29 (Вариант 87) Плоская стальная стенка толщиной δ11=40 Вт/(м·К)) с одной стороны омывается газами, при этом коэффициент теплоотдачи равен α1. С другой стороны стенка изолирована от окружающего воздуха плотно прилегающей к ней пластиной толщиной δ22=0,15 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи от пластины к воздуху равен α2. Определить тепловой поток q, Вт/м² и температуры t1, t2, t3 поверхностей стенок, если температура продуктов сгорания tг, а воздуха — tв.

Таблица 3.1 — Исходные данные 

δ1, ммα1, Вт/(м2·К)tг, ºСδ2, ммα2, Вт/(м2·К)tв, ºС
530320266-10


26.30 Вычислить температуры на поверхностях стенки и тепловой поток через 1 м² чистой поверхности парогенератора, если заданы следующие величины: температура газов tг, температура кипящей воды tв, коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке α1, от стенки к кипящей воде α2, коэффициент теплопроводности материала стенки λ=50 Вт/(м·К) и толщина стенки δ=10 мм.

Решить задачу при условии, что в процессе эксплуатации поверхность нагрева парового котла со стороны дымовых газов покрылась слоем сажи толщиной δс и со стороны воды слоем накипи толщиной δн (соответственно, коэффициенты теплопроводности сажи λс=0,08 Вт/(м·К) и накипи λн=0,6 Вт/(м·К). Сравнить результаты расчетов для обоих случаев и определить уменьшение тепловой нагрузки в процентах. Построить график распределения температур.

Данные для решения принять по табл.7

Таблица 7

Вариант 66
tг, ºС tв, ºС α1, Вт/(м2·К) α2, Вт/(м2·К) δс , мм δн , мм
1300 300 140 4700 2,4 1,5