26 Теплопередача.
26.61 Стенка теплообменника из стали (λст=49,0 Вт/(м·К)) толщиной 5 мм покрыта снаружи изоляцией толщиной 50 мм с коэффициентом теплопроводности λиз. В теплообменнике находится теплоноситель с температурой tж1, температура наружного воздуха tж2. Коэффициенты теплоотдачи: со стороны теплоносителя α1, со стороны воздуха α2. Определить тепловой поток через 1 м² и температуры на поверхности стенки и изоляции.
Проанализировать влияние термических сопротивлений теплопроводности и теплоотдачи на потери теплоты.
Данные для решения задачи приведены в табл. 10.
Таблица 10
| Вариант 19 | |||||
| Изоляция | λиз, Вт/(м·К) | tж1, ºС | α1, Вт/(м2·К) | tж2, ºС | α2, Вт/(м2·К) |
| Шлаковата | 0,046 | 200 | 1800 | 15 | 8 |
ВУЗ: КемТИПП
Все задачи из: Архипова Л.М. Третьякова Н.Г. Теплофизика КемТИПП
26.62 Тема «Теплопередача через плоскую стенку»
Определить на сколько снизятся тепловые потери ограждающих конструкций (стен) здания с известной общей площадью стен F, толщиной δ1 и с коэффициентом теплопроводности λ1, если на стены наложить слой тепловой изоляции толщиной δ3 с коэффициентом теплопроводности λ3.
С внутренней стороны стены имеют слой гипсовой штукатурки толщиной δ2=15 мм с коэффициентом теплопроводности λ3=0,375 Вт/(м·К).
Внутри помещения требуется поддерживать температуру воздуха tf1. Температура окружающего воздуха с внешней стороны tf2.
Коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны принять равным α1=10,0 Вт/(м²·К). Коэффициент теплоотдачи с внешней стороны здания принять для зимних условий равным α2=23,0 Вт/(м²·К).
Определить также глубину промерзания многослойной конструкции стены с изоляцией.
Коэффициенты теплопроводности материала стен, материала тепловой изоляции выбрать по справочным данным без учета температурной зависимости. Контактным сопротивлением между слоями стенки пренебречь.
Таблицы 1 и 2
| Параметры | Вариант 00 |
| Материал стены | Шлакобетон |
| δ1, мм | 500 |
| F, м² | 600 |
| Материал тепловой изоляции | Минераловата |
| δ3, мм | 200 |
| Изоляция | снаружи |
| tf1, ºС | 20 |
| tf2, ºС | -30 |
Варианты задачи: 04, 06, 08, 09, 12, 17, 37, 40, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 57, 76.
ВУЗ: ЯГТУ
Все задачи из: ТЕПЛОТЕХНИКА И ТЕРМОДИНАМИКА ЯГТУ
26.63 Наружная стена здания сделана из красного кирпича с коэффициентом теплопроводности λ=0,8 Вт/(м·ºС), толщина стены b. Температура воздуха в помещении — t1, наружного — t2.
Определите, пренебрегая лучистым теплообменом, коэффициент теплопередачи, удельную потерю тепла через стенку и температуру обеих поверхностей стенки по заданным коэффициентам теплоотдачи с обеих сторон α1 и α2.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант 00 | ||||
| b, мм | t1, ºС | t2, ºС | α1, Вт/(м2·ºС) | α2, Вт/(м2·ºС) |
| 150 | 28 | 5 | 13 | 35 |
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: СахГУ
Все задачи из: Основы термодинамики и теплотехники СахГУ
26.64 По стальной трубе, с внешним диаметром dн и толщиной стенки δ течет вода, средняя температура которой tв. По внутренней (или наружной) поверхности труба покрыта слоем накипи λнак=0,8 Вт/(м·К), толщиной 2 мм. Снаружи трубопровод охлаждается воздухом с температурой tвоз при коэффициенте теплоотдачи α2. Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубопровода α1, коэффициент теплопроводности материала трубы λтр=28 Вт/(м·К).
Определить:
— коэффициент теплопередачи;
— погонный тепловой поток;
— температуры на поверхностях трубы и накипи;
построить график изменения температуры по толщине трубопровода.
— Тепловой режим считать стационарным.
— Лучистым теплообменом пренебречь.
Данные для расчета выбрать из таблицы 4.
Таблица 4
| Вариант | tв, ºС | dн, мм | δ, мм |
| 81 | 80 | 50 | 10 |
| Поверхность теплоизоляции |
tвоз, ºС | α1, Вт/(м2·К) | α2, Вт/(м2·К) |
| внутренняя | 250 | 1400 | 20 |
ВУЗ: ПГТУ
26.65 Плоская стальная стенка, имеющая коэффициент теплопроводности λ=50 Вт/(м·К), толщиной δ=12 мм омывается с одной стороны дымовыми газами с температурой t1=900 ºC, а с другой — водой с температурой t2=200 ºC. Коэффициенты теплоотдачи α1 и α2. Определить коэффициент теплопередачи k и тепловой поток q для чистой стенки; для стенки, покрытой со стороны воды слоем накипи толщиной δ2=10 мм; λ2=0,6 Вт/(м·К). Найти температуру поверхностей стенки и накипи, построить для обоих случаев графики распределения температур.
Таблица 5 – Числовые данные к задачам
| Последняя цифра номера зачетной книжки | α1, Вт/(м2·К) | α2, Вт/(м2·К) |
| 9 | 80 | 3000 |
ВУЗ: ИрГУПС
26.66 Внутри вертикальной стальной трубы высотой l м и диаметром dн/dвн мм движется вода, температура которой t1 ºС. Скорость течения воды Wж м/c. Снаружи стенка трубы охлаждается поперечным потоком воздуха с температурой t2 ºC, и скоростью 5 м/c. Вычислить коэффициент теплопередачи от воды к воздуху и количество передаваемого тепла. Температуру стенки трубы принять равной tст=t1-(5÷10)ºC.
Данные, необходимые для решения задачи, выбирать из табл. 11.
Таблица 11 – Исходные данные к задаче 2.4
| Вариант 72 | ||||
| l, м | dн/dвн, мм | t1, ºС | t2, ºС | Wж м/c |
| 2,4 | 32/28 | 130 | 32 | 2,0 |
26.67 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 ºC. Коэффициенты теплоотдачи со стороны пара и окружающего воздуха соответственно равны: α1=250 Вт/(м²·К), α2=12 Вт/(м²·К). Определить потери тепла ql на 1 пог. м паропровода, а также температуру наружной поверхности изоляции. Коэффициент теплопроводности стали λ1 принять равным 35 Вт/(м·К).
Таблица 1 – Исходные данные
| Предпоследняя цифра шифра | d1, мм | δ2, мм | t1, ºC |
| 1 | 250 | 150 | 450 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
26.68 Кирпичная обмуровка котла имеет площадь F и толщину δ; ее внутренняя и наружная поверхности соответствующие температуры tc1 и tc2. Внутренняя поверхность омывается топочными газами с температурой tж1, а наружная – воздухом с температурой tж2. Коэффициент теплоотдачи от топочных газов α1, а от обмуровки к воздуху α2. Теплопроводность обмуровки — λ.
Определить потерю тепла обмуровкой и графически изобразить схему передачи тепла. Исходные данные выбрать из таблицы 9.
Таблица 9 – Исходные данные
| Вариант 7 | ||||||
| F, м2 | δ, мм | tж1, ºC | tж2, ºC | α1, Вт/(м2·К) | α2, Вт/(м2·К) | λ, Вт/(м·К) |
| 8 | 230 | 580 | 26 | 16 | 6 | 0,5 |
26.69 (Вариант 7) Паропровод с внутренним диаметром d1 и наружным d2 покрыт слоем изоляции δ; коэффициенты теплопроводности стенки и изоляции соответственно λ1 и λ2. Температура пара и окружающего воздуха соответствуют tж1 и tж2; коэффициенты теплоотдачи со стороны пара α1, а со стороны окружающего воздуха α2. Определить удельную плотность теплового потока с единицы длины ql и температуры на наружной поверхности паропровода и изоляции, вычислить критический диаметр изоляции. Изобразить графически схему теплопередачи.
Исходные данные выбрать из таблицы 10.
Таблица 10 – Исходные данные
| d1, мм | d2, мм | δ, мм | tж1, ºC | tж2, ºC |
| 180 | 190 | 110 | 280 | 15 |
Продолжение таблицы 10
| α1, Вт/(м2·К) | α2, Вт/(м2·К) | λ1, Вт/(м·К) | λ2, Вт/(м·К) |
| 90 | 8,0 | 30 | 0,08 |
26.70 Внутри трубопровода с отношением диаметров d1/d2=125/140 мм протекает вода со средней температурой 70 ºC. Снаружи трубопровод изолирован асбестом λ2=0,102 Вт/(м·К). Наружный диаметр изоляции 190 мм. Температура окружающей среды tж2=7 ºС. Коэффициент теплопроводности материала трубопровода λ1=052 Вт/(м·К). Определить тепловые потери с 1 пог. метра изолированного трубопровода, температуру на внутренней и внешней поверхностях трубопровода, а также на внешней поверхности изоляции, если коэффициент теплоотдачи от воды к внутренней поверхности трубопровода и от внешней поверхности изоляции к воздуху соответственно равны: α1=1120 Вт/(м²·К) и α2=13 Вт/(м²·К).
