26 Теплопередача.
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.
| Последняя цифра | d1 | d2 | t1, ºС | Предпоследняя цифра | t2, ºС | α1 | α2 |
| мм | Вт/(м²·К) | ||||||
| 0 | 100 | 108 | 700 | 0 | 80 | 60 | 4000 |
| 1 | 110 | 118 | 800 | 1 | 90 | 54 | 4200 |
| 2 | 120 | 130 | 900 | 2 | 100 | 52 | 4400 |
| 3 | 130 | 140 | 1000 | 3 | 110 | 50 | 4600 |
| 4 | 140 | 150 | 1100 | 4 | 120 | 44 | 5000 |
| 5 | 150 | 162 | 1200 | 5 | 130 | 42 | 5200 |
| 6 | 160 | 172 | 1300 | 6 | 140 | 40 | 5400 |
| 7 | 170 | 182 | 1200 | 7 | 150 | 36 | 5600 |
| 8 | 180 | 194 | 1100 | 8 | 160 | 32 | 5800 |
| 9 | 190 | 204 | 1000 | 9 | 170 | 30 | 6000 |
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?
Выбрать вариант задачи
ВУЗ: СФУ
Все задачи из: Марченкова С. Г. Теплотехника СФУ Красноярск 2017
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.
Скачать файл (оплата в RUB)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.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
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.
ВУЗ: МИИТ
26.25 Определение мощности электронагревателя для обогрева помещения
Две стены помещения с внутренними размерам, (1 ‒ a·h и 2 ‒ b·h) выложены из красного кирпича толщиной δкп, изолированного с наружной стороны сайдингом толщиной δсд, а с внутренней покрыта слоем штукатурки толщиной δшт.
3 и 4-я стены с размерами (3 ‒ b·h и 4 ‒ a·h) выполнены из панелей толщиной δпн, оштукатуренных с обеих сторон штукатуркой толщиной δшт. Пол и потолок выполнены из железобетонных плит толщиной δжб, где а – длина, b – ширина, h – высота. Коэффициенты теплопроводности материалов конструкции соответственно равны λпн = 0,7 Вт/(м·ºС), λкп = 0,75 Вт/(м·ºС), λсд = 0,35 Вт/(м·ºС), λшт = 1,2 Вт/(м·ºС) и λжб = 2,2 Вт/(м·ºС). Какой мощности электронагреватель нужно установить, чтобы температура в помещении сохранялась на уровне tвн, если теплоперенос через 3 и 4-ю стены отсутствует, а температура наружного воздуха равняется tнар и коэффициенты теплоотдачи соответственно на внутренних и внешних поверхностях элементов конструкции соответственно равны:
αс1=9 Вт/(м²·ºС), αс2=20 Вт/(м²·ºС) (для 3 и 4 стены);
αп1=10 Вт/(м²·ºС), αп2=4 Вт/(м²·ºС) (для пола);
αпт1=8 Вт/(м²·ºС), αпт2=15 Вт/(м²·ºС) (для потолка).
Таблица 1
| Первая цифра варианта | а,м | b, м | δкп, м | δсд, мм | δшт, мм |
| 0 | 2 | 3 | 0,39 | 6 | 12 |
Продолжение таблицы 1
| Последняя цифра варианта | h, м | δжб, мм | tвн, °С | tнар, °С |
| 0 | 2,5 | 220 | 18 | -5 |
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.
ВУЗ: ТГАСУ
26.26 Плоская стальная стенка толщиной δ1 (λ1=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 δ2 (λ2=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.
Выбрать вариант задачи
ВУЗ: ТюмГНГУ
26.27 Плоская стальная стенка толщиной δ1 (λ1=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 δ2 (λ2=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 |
ВУЗ: ПсковГУ
Все задачи из: Основы гидравлики и теплотехники ПсковГУ 2019
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
Все задачи из: Третьякова Н.Г. Фукс Л.А. Теплотехника КемТИПП
26.29 По горизонтально расположенной стальной трубе λ = 20 Вт/(м·К)) со скоростью ω течет вода, имеющая температуру tв. Снаружи труба охлаждается окружающим воздухом, температура которого tвоз при давлении 0,1 МПа. Определить коэффициенты теплоотдачи α1 и α2 соответственно от воды к стенке трубы и от стенки трубы к воздуху, коэффициент теплопередачи и тепловой поток ql, отнесенные к 1 м длины трубы, если внутренний диаметр трубы равен d1, внешний — d2. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 1.
Указание. Для определения α2 принять в первом приближении температуру наружной поверхности трубы t2 равной температуре воды.
Таблица 1
| Вариант | tв, °С | 10⸱ω, м/c | tвозд, °С | d1, мм | d2, мм |
| 00 | 120 | 2,5 | 18 | 190 | 210 |
Указание. При определении коэффициента теплоотдачи использовать табл. 3 приложения. Ответить на вопросы: Какой режим течения внутри трубы в вашем варианте задачи? Какой режим движения окружающего трубу воздуха? Почему можно при расчете принять равенство температур t2 tв?
Скачать файлы другим способомВарианты 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.
ВУЗ: КГУ
Все задачи из: Савельев В.А. Тепломассообмен КГУ Курган 2020
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 |
