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, t_c2=370 ºC.

Учебник: Авчухов 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).

Учебник: Авчухов 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: t_c1=146 ºC, t_c2=70 ºC, t_c3=66 ºC, t_c4=42 ºC.

Учебник: Авчухов 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.

Учебник: Авчухов 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%.

Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf

22.90 В нагревательной печи, где температура газов t_ж1, стенка сделана из трех слоев: динасового кирпича толщиной 60 мм, красного кирпича толщиной 250 мм и снаружи слоя изоляции толщиной δ_из. Воздух в цехе имеет температуру t_ж2. 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

Варианты задачи: 1б, 1в, 1г, 1д, 1е, 1ж, 1з, 2а, 2б, 2в, 2г, 2д, 2е, 2ж, 2з, 3а, 3б, 3в, 3г, 3д, 3е, 3ж, 3з, 4а, 4б, 4в, 4г, 4д, 4е, 4ж, 4з, 5а, 5б, 5в, 5г, 5д, 5е, 5ж, 5з, 6а, 6б, 6в, 6г, 6д, 6е, 6ж, 6з, 7а, 7б, 7в, 7г, 7д, 7е, 7ж, 7з, 8а, 8б, 8в, 8г, 8д, 8е, 8ж, 8з.

Учебник: Авчухов 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) q_l=1,144 кВт/м, б) q_l=0,37 кВт/м.

Учебник: Авчухов 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) q_l=28,03 кВт/м, k_l=8,5 Вт/м, t_c1=621 ºC, t_c2=642 ºC; б) q_l=6,92 кВт/м, k_l=2,1 Вт/м, t_c1=424 ºC, t_c2=631 ºC, t_c3=1205 ºC.

Учебник: Авчухов 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.

Учебник: Авчухов 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 q_l=718 Вт/м, с изоляцией q_l=785 Вт/м.

Учебник: Авчухов В.В. Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена Москва 1986.pdf