Манжиков А.В. Техническая термодинамика и тепломассообмен УГТУ

26.31 (Вариант 3) Дымовой канал прямоугольной формы выполнен из шамотного кирпича (λ_К=0,9 Вт/(м·К)) толщиной δ_К=250 мм. Снаружи стенки канала изолированы двойным слоем изоляции. Первый слой изоляции (λ_ИЗ1=0,08 Вт/(м·К)) толщиной δ_ИЗ1, мм, второй наружный слой изоляции (λ_ИЗ2=0,15 Вт/(м·К)) толщиной δ_ИЗ2, мм. Температура газов в канале t_ж1, ºС температура воздуха в помещении t_ж2, ºС. Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к кирпичной стенке α₁, Вт/(м²·К), а от наружной поверхности изоляции к воздуху помещения α₂=10 Вт/(м²·К). Определить коэффициент теплопередачи, плотность теплового потока (если она не задана), температуры теплоносителей и температуры на границе слоёв обмуровки, считая контакт между слоями идеальным. Определить также термические сопротивления теплоотдачи и теплопроводности для каждого слоя (R_t) и соответствующие им перепады температур (Δt). Изобразить графически изменение температуры по толщине слоёв и в пограничных слоях. Масштаб по толщине слоёв и по температуре выбрать самостоятельно. Исходные данные принять из таблице 5 по последней цифре шрифта студента.

Таблица 5 – Варианты к задаче 1

δ_ИЗ1, мм	δ_ИЗ2, мм	α₁, Вт/(м²·К)	t_с2, ºС	t_с4, ºС
150	130	70	890	52

26.32 (Вариант 3) Определить линейную плотность теплового потока для трубки паропровода, материал паропровода – сталь (λ_Т=40 Вт/(м·К)), если внутренний диаметр паропровода d_ВН, мм, наружный — d_НАР, мм. Наружная сторона трубки омывается дымовыми газами с температурой t_ж1, ºС , а внутри трубок движется вода с температурой t_ж2, ºС. Снаружи трубка покрыта слоем сажи (λ_с=0,07 Вт/(м·К)) толщиной 1,5 мм, а с внутренней стороны – слоем накипи (λ_н=0,15 Вт/(м·К)) толщиной 2,5 мм. Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке трубки α₁, Вт/(м²·К), а со стороны воды — α₂, Вт/(м²·К).

Определить также температуры на поверхностях трубки, сажи и накипи. Как изменится линейная плотность теплового потока для «чистой» трубки (без сажи и накипи) при прочих неизменных условиях.

Изобразить график изменения температуры по толщине слоёв стенки трубки, сажи и накипи и в пограничных слоях (график выполнить в масштабе).

Исходные данные принять по таблице 7 в соответствии с Вашим вариантом задания.

Таблица 7 – Варианты к задаче 2

d_ВН, мм	d_НАР, мм	t_ж1, ºС	t_ж2, ºС	α₁, Вт/(м²·К)	α₂, Вт/(м²·К)
42	51	1000	300	320	4000

23.15 (Вариант 3) Определить тепловой поток, характеризующий конвективную теплоотдачу к струе жидкости, протекающей по каналу длиной 3 м. Обосновать выбор расчётного уравнения, применяемого при решении задачи.

Исходные данные принять по таблице 9 в соответствии с Вашим вариантом задания.

Таблица 9 – Варианты к задаче 3

Температура стенок трубы, ºС	30
Средняя температура жидкости, ºС	20
Род жидкости	Вода
Средняя скорость потока, м/c	5
Размер канала, мм	а=35 b=45

Ответ: q_l=16609 Вт/м.

23.16 (Вариант 3) Определить тепловые потери за счёт свободной конвекции воздуха около боковой поверхности теплообменника-подогревателя питательной воды, установленного на тепловой электрической станции. Высота подогревателя – h, диаметр подогревателя — d. Температура поверхности подогревателя составляет t_П, температура окружающего воздуха составляет t_В.

Исходные данные принять по таблице 10 в соответствии с Вашим вариантом задания.

Таблица 10 – Варианты к задаче 4

Диаметр подогревателя, d, м	1,5
Высота подогревателя, h, м	-
Температура на поверхности подогревателя, t_П, ºС	65
Температура окружающего воздуха, t_В, ºС	22

Ответ: q=1175 Вт/м.