Краснощеков Е.А. Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва 1980

22.198 Вычислить потери теплоты через единицу поверхности кирпичной обмуровки парового котла в зоне размещения водяного экономайзера и температуры на поверхностях стенки, если толщина стенки δ = 250 мм, температура газов t_ж1 = 700ºС и воздуха в котельной t_ж2 = 30ºС. Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности стенки α₁ = 23 Вт/(м²·ºС) и от стенки к воздуху α₂ = 12 Вт/(м²·ºС). Коэффициент теплопроводности стенки λ = 0,7 Вт/(м·ºС).

Ответ: Потери теплоты q = 1385 Вт/м². Температура на поверхностях стенки t_c1 = 640ºС и t_c2 = 145,5ºС.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.207 Вычислить тепловой поток через 1 м² чистой поверхности нагрева парового котла и температуры на поверхностях стенки, если заданы следующие величины: температура дымовых газов t_ж1 = 1000ºС, кипящей воды t_ж2 = 200ºС; коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке α₁ = 100 Вт/(м²·ºС) и от стенки к кипящей воды α₂ = 5000 Вт/(м²·ºС).

Коэффициент теплопроводности материала стенки λ = 50 Вт/(м·ºС) и толщина стенки δ = 12 мм.

Ответ: q = 76628 Вт/м². Температура на поверхностях стенки t_c1 = 234ºС и t_c2 = 215ºС.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.208 Решить задачу 1-15 при условии, что в процессе эксплуатации поверхность нагрева парового котла со стороны дымовых газов покрылась слоем сажи толщиной δ_с = 1 мм [λ_с = 0,08 Вт/(м·ºС] и со стороны воды слоем накипи толщиной δ_н = 2 мм [λ_н = 0,8 Вт/(м·ºС].

Вычислить плотность теплового потока через 1 м² загрязненной поверхности нагрева и температуры на поверхностях соответствующих слоев t_c1, t_c2, t_c3 и t_c4 (рис. 1-8). Сравнить результаты расчета с ответом задачи 1-15 и определить уменьшение тепловой нагрузки.

Ответ: Плотность теплового потока q = 31447 Вт/м². Температуры на поверхностях слоев: t_c1 = 686ºС, t_c2 = 293ºС, t_c3 = 286ºС, t_c4 = 207ºС. Уменьшение тепловой нагрузки поверхности нагрева в результате загрязнения Δq = 58,96%.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.209 Определить тепловой поток через 1 м² кирпичной стены помещения толщиной в два кирпича (δ = 510 мм) с коэффициентом теплопроводности λ = 0,8 Вт/(м·ºС). Температура воздуха внутри помещения t_ж1 = 18 ºС; коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности стенки α₁ = 7,5 Вт/(м²·ºС); температура наружного воздуха t_ж2 = -30 ºС; коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стены, обдуваемой ветром, α₂ = 20 Вт/(м²·ºС). Вычислить также температуры на поверхностях стены t_c1 и t_c2.

Ответ: Плотность теплового потока q = 58,5 Вт/м². Температуры на поверхностях стены t_c1 = 10,2ºС и t_c2 = -27,1ºС.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.210 Решить задачу 1-17, если стена покрыта снаружи слоем тепловой изоляции толщиной 50 мм с коэффициентом теплопроводности λ_из = 0,08 Вт/(м·ºС). Сравнить потери теплоты через изолированную и неизолированную стенки.

Ответ: Потери теплоты через изолированную стенку q = 33,2 Вт/м². Температуры на поверхностях стены: t_c1 = 13,6ºС и t_c3 = -28,3ºС. Потери теплоты через неизолированную стенку на 76,2% больше, чем через изолированную.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.211 Вычислить плотность теплового потока q, Вт/м², в пластинчатом воздухоподогревателе и значения температур на поверхностях листов, если известно, что средняя температура газов t_ж1 = 315ºС и средняя температура воздуха t_ж2 = 135ºС, соответственно коэффициенты теплоотдачи α₁ = 23 Вт/(м²·ºС) и α₂ = 30 Вт/(м²·ºС). Толщина листов подогревателя δ = 2 мм. Коэффициент теплопроводности материала листов λ = 50 Вт/(м·ºС).

Ответ: q = 2342 Вт/м²; t_c1 = 213,2ºС; и t_c2 = 213,1ºС; t_c1 ≈ t_c2 = 213,2ºС.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.96 Обмуровка печи выполнена из слоя шамотного кирпича с коэффициентом теплопроводности λ=0,84(1+0,695·10^-3t) Вт/(м·ºС); толщина обмуровки δ=250 мм.

Определить потери теплоты с одного квадратного метра поверхности q,Вт/м², и температуры на внешних поверхностях стены, если температура газов в печи t_ж1=1200 ºС и воздуха в помещении t_ж2=30 ºС, коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α₁=30 Вт/(м²×ºС) и от обмуровки к окружающему воздуху α₂=30 Вт/(м²×ºС).

Ответ: q=3530 Вт/м².

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.212 В камере сгорания парового котла с жидким золоудалением температура газов должна поддерживаться равной t_ж1 = 1300ºС, температура воздуха в котельной t_ж2 = 30ºС. Стены топочной камеры выполнены из слоя огнеупора толщиной δ₁ = 250 мм с коэффициентом теплопроводности λ₁ = 0,28(1 + 0,833·10^-3t) Вт/(м·ºС) и слоя диатомитового кирпича с коэффициентом теплопроводности λ₂ = 0,113(1 + 0,206·10^-3t) Вт/(м·ºС).

Коэффициент теплоотдачи от газов к обмуровке α₁ = 30 Вт/(м²·ºС) и от внешней поверхности топочной камеры к окружающему воздуху α₂ = 10 Вт/(м²·ºС).

Какой должна быть толщина диатомитового слоя, чтобы потери в окружающую среду не превышали 750 Вт/м².

Ответ: Толщина диатомитового слоя должна быть δ₂ = 137 мм.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.213 Змеевики пароперегревателя выполнены из труб жароупрочной стали диаметром d₁/d₂ = 32/42 мм с коэффициентом теплопроводности λ = 14 Вт/(м·ºС). Температура внешней поверхности трубы t_с2 = 580ºС и внутренней поверхности t_с1 = 450ºС.

Вычислить удельный тепловой поток через стенку на единицу длины трубы q_l, Вт/м.

Ответ: q_l = 42031 Вт/м.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf

22.214 Паропровод диаметром 150/160 мм покрыт слоем тепловой изоляции толщиной δ_из = 100 мм; коэффициенты теплопроводности стенки трубы λ₁ = 50 Вт/(м·ºС) и изоляции λ₂ = 0,08 Вт/(м·ºС). Температура на внутренней поверхности паропровода t_с1 = 400ºС и на наружной поверхности изоляции t_с3 = 50ºС (рис. 1-9).

Найти тепловые потери с 1 м паропровода и температуру на границе соприкосновения паропровода и изоляции.

Ответ: Потери теплоты с 1 м паропровода q_l = 69,1 Вт/м. Температура на границе соприкосновения паропровода и изоляции t_c2 ≈ 400ºС.

Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf