Авчухов В.В. Паюсте В.Я. Задачник по процессам тепломассообмена

22.75 Металлический корпус аппарата имеет на плоской наружной поверхности температуру 500 ºС. Корпус снаружи покрывается сначала слоем диатомового кирпича толщиной 125 мм, а потом новоасбозуритом. Рассчитать толщину слоя новоасбозурита, необходимую для того, чтобы на наружной поверхности этого слоя температура не превышала 45 ºС. Температура воздуха в помещении, где находится аппарат, 25 ºС, а коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха α2=13 Вт/(м²·К). Найти температуру на поверхности контакта между новоасбозуритом и кирпичом.

Ответ: δ2=0,219 м, tc2=370 ºC.

УчебникАвчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf


22.76 В теплообменнике – стальные трубы толщиной 8 мм. На поверхностях труб ржавчина толщиной 2 мм и отложение накипи толщиной 3 мм. Если считать, что коэффициенты теплоотдачи с обеих сторон стенки трубы очень велики, чему будет равен наибольший возможный коэффициент теплопередачи?

Ответ: k=280 Вт/(м²·К).

УчебникАвчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf


22.77 В паровом подогревателе на стальных трубках с толщиной стенки 4 мм конденсируется водяной пар давлением 476 кПа. Внутри труб греется вода при средней температуре 30 ºС. Коэффициенты теплоотдачи: для пара α1=13000, для воды α2=3500 Вт/(м²·К). На поверхностях трубок с одной стороны слой накипи толщиной 2 мм, с другой – слой ржавчины толщиной 1 мм. Найти температуры на поверхностях всех слоев и построить температурный график.

Ответ: tc1=146 ºC, tc2=70 ºC, tc3=66 ºC, tc4=42 ºC.

УчебникАвчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf


22.88 В газоводяном охладителе коэффициент теплоотдачи со стороны газа α1=58, со стороны воды α2=580 Вт/(м²·К). В выпарном аппарате со стороны греющего пара α1=11000 Вт/(м²·К), а со стороны кипящего раствора α2=2800 Вт/(м²·К). В обоих теплообменниках стальные трубы с толщиной стенки 3 мм покрываются с одной стороны слоем накипи толщиной 2 мм. Как изменится в этих аппаратах коэффициент теплопередачи по сравнению с чистыми трубами? Расчет сделать по формулам для плоской стенки.

Ответ: Уменьшится: 1) в 1,06 раза; 2) в 3,22 раза.

УчебникАвчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf


22.89 Как изменится коэффициент теплопередачи, если заменить стальные трубы диаметром 38×2,5 мм на медные такого же размера для следующих теплообменников: а) для воздушно – парового калорифера, в котором коэффициенты теплоотдачи α1=11000 и α2=40 Вт/(м²·К); б) для выпарного аппарата, где коэффициенты теплоотдачи α1=11000 и α2=2300 Вт/(м²·К)? Расчет произвести по формулам для плоской стенки.

Ответ: 1) Практически не изменится; 2) увеличится на 9%.

УчебникАвчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf


22.90 В нагревательной печи, где температура газов tж1, стенка сделана из трех слоев: динасового кирпича толщиной 60 мм, красного кирпича толщиной 250 мм и снаружи слоя изоляции толщиной δиз. Воздух в цехе имеет температуру tж2. Коэффициент теплоотдачи в печи от газов к стенке α1, снаружи от изоляции к воздуху α2. Найти коэффициент теплопередачи от газов к воздуху, потери теплоты через стенку, температуры на поверхностях всех слоев. Построить график температур в стенке. Данные для решения взять из таблицы.

Таблица к задаче 1.37

Вариант Материал

изоляции

δиз, мм tж2, ºC α2, Вт/(м2·К) tж1, ºC α1, Вт/(м2·К)
Асбест 100 27 25 1500 120

Варианты задачи: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , .

УчебникАвчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf


22.91 По чугунному трубопроводу диаметром 60×3,5 мм движется пар с температурой 325 ºС. Коэффициент теплоотдачи от пара к трубе α1=110 Вт/(м²·К). Окружающий наружный воздух имеет температуру 20 ºС. Найти тепловые потери: а) если трубопровод не изолирован и охлаждается воздухом с коэффициентом теплоотдачи α2=25 Вт/(м²·К); б) если трубопровод изолирован слоем пеношамота толщиной 70 мм, а α1 равен 15 Вт/(м²·К).

Ответ: а) ql=1,144 кВт/м, б) ql=0,37 кВт/м.

УчебникАвчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf


22.92 В установке для тепловой переработки нефти по титановой трубе диаметром 118×4 мм движутся нефтепродукты со средней температурой 350 ºС. Снаружи труба греется газом, имеющим температуру 1400 ºС. Коэффициенты теплоотдачи на поверхностях снаружи и внутри трубы равны соответственно α1=100 и α2=300 Вт/(м²·К). Найти линейный коэффициент теплопередачи, линейную плотность теплового потока через стенку трубы, температуры на поверхностях: а) для чистой стенки; б) при условии, что на внутренней поверхности появился слой пористых отложений, пропитанных нефтепродуктами, толщиной 5 мм.

Ответ: а) ql=28,03 кВт/м, kl=8,5 Вт/м, tc1=621 ºC, tc2=642 ºC; б) ql=6,92 кВт/м, kl=2,1 Вт/м, tc1=424 ºC, tc2=631 ºC, tc3=1205 ºC.

УчебникАвчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf


22.93 Для уменьшения потерь от паропровода диаметром 20×1 мм предлагаются изоляционные материалы: асбест и стекловата. Какой материал целесообразнее принять в качестве изоляции, если от поверхности изоляции к окружающей среде коэффициент теплоотдачи α2=10 Вт/(м²·К)?

Ответ: Стекловату.

УчебникАвчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf


22.94 Найти потери теплоты от чугунного паропровода диаметром 100×8  мм, по которому течет пар с температурой 200 ºС. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке α1=100 Вт/(м²·К). Температура наружного воздуха 20 ºС, а коэффициент теплоотдачи к воздуху α2=15 Вт/(м²·К). Каковы будут потери теплоты, если паропровод покрыть слоем бетона толщиной 40 мм, а коэффициент теплоотдачи к воздуху оставить прежним? Дать объяснение результатов.

Ответ: Без изоляции ql=718 Вт/м, с изоляцией ql=785 Вт/м.

УчебникАвчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf