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

22.215 Стальной трубопровод диаметром d₁/d₂ = 100/110 мм с коэффициентом теплопроводности λ₁ = 50 Вт/(м·ºС) покрыт изоляцией в два слоя одинаковой толщины δ₂ = δ₃ = 50 мм. Температура внутренней поверхности трубы t_с1 = 250ºС и наружной поверхности изоляции t_с4 = 50ºС (рис. 1-10).

Определить потери теплоты через изоляцию с 1 м трубопровода и температуру на границе соприкосновения слоев изоляции, если первый слой изоляции, накладываемый на поверхность трубы, выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности λ₂ = 0,06 Вт/(м·ºС), а второй слой – из материала с коэффициентом теплопроводности λ₃ = 0,12 Вт/(м·ºС).

Ответ: Тепловые потери с 1 м трубопровода q_l = 28,5 Вт/м. Температура на границе соприкосновения слоев изоляции t_c3 = 96,3ºС.

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

22.216 Как изменятся тепловые потери с 1 м трубопровода, рассмотренного в задаче 1-24, если слои изоляции поменять местами, т.е. слой с большим коэффициентом теплопроводности наложить непосредственно на поверхность трубы? Все другие условия оставить без изменений.

Ответ: Потери теплоты увеличатся и составят q_l = 33,7 Вт/м. Температура на границе соприкосновения слоев изоляции t_c3 = 105ºС.

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

22.217 Паропровод диаметром d₁/d₂ = 160/170 мм покрыт слоем изоляции толщиной δ = 100 мм с коэффициентом теплопроводности, зависящим от температуры следующим образом: λ_из = 0,062(1 + 0,363·10^-2t).

Определить потери теплоты с 1 м паропровода и температуру на внутренней поверхности трубопровода, если температура наружной поверхности трубы t_с2 = 300ºС, а температура внешней поверхности изоляции не должна превышать 50 ºС.

Ответ: Потери теплоты с 1 м паропровода q_l = 64,9 Вт/м. Температура внутренней поверхности трубопровода t_c1 = 300ºС.

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

22.80 Железобетонная дымовая труба (рис. 1-11) внутренним диаметром d₂=800 мм и наружным диаметром d₃=1300 мм должна быть футерована внутри огнеупором.

Определить толщину футеровки и температуру наружной поверхности трубы t_c3 из условий, чтобы тепловые потери с 1 м трубы не превышали 2000 Вт/м, а температура внутренней поверхности железобетонной стенки t_c2 не превышала 200 ºС. Температура внутренней поверхности футеровки t_c1=425 ºС; коэффициент теплопроводности футеровки λ₁=0,5 Вт/(м·ºС); коэффициент теплопроводности бетона λ₂=1,1 Вт/(м·ºС).

Ответ: δ=120 мм, температура наружной поверхности трубы t_c3=59 ºС.

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

22.219 В приборе для определения коэффициента теплопроводности жидкостей по методу «нагретой нити» (рис. 1-12) в кольцевой зазор между платиновой нитью и кварцевой трубкой залито испытуемое трансформаторное масло. Диаметр и длина платиновой нити d₁ = 0,12 мм и l = 90 мм; внутренний и наружный диаметры кварцевой трубки d₂ = 1 мм и d₃ = 3 мм; коэффициент теплопроводности кварца λ = 1,4 Вт/(м·ºС).

Вычислить коэффициент теплопроводности λ_ж и среднюю температуру t_ж трансформаторного масла, если при расходе теплоты через кольцевой слой масла Q = 1,8 Вт, температура платиновой нити t_c1 = 106,9ºС и температуру внешней поверхности кварцевой трубки t_c3 = 30,6ºС.

Ответ: Коэффициент теплопроводности трансформаторного масла λ_ж = 0,0915 Вт/(м·ºС) при t_ж = 70ºС.

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

22.81 Вычислить допустимую силу тока для медного провода d=2 мм, покрытого резиновой изоляцией толщиной δ=1 мм, при условии, что максимальная температура изоляции должна быть не выше 60 ºС, а на внешней поверхности изоляции 40 ºС. Коэффициент теплопроводности резины λ=0,15 Вт/(м·ºС). Электрическое сопротивление медного провода R=0,005 Ом/м.

Ответ: допустимая сила тока I=79,8 А.

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

22.85 Определить площадь поверхности нагрева конвективного пароперегревателя, выполненного из труб жаростойкой стали диаметром d₁/d₂=32/40 мм. Коэффициент теплопроводности стали λ=39,5 Вт/(м·ºС). Производительность пароперегревателя Q=61,1 кг/c пара. В пароперегреватель поступает сухой насыщенный пар при давлении р=9,8 МПа. Температура перегретого пара на выходе t_п=500 ºС.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α₂=81,5 Вт/(м²·ºС), а от стенки к пару α₁=1163 Вт/(м²·ºС); средняя температура газов tж=900 ºС. Гидравлическим сопротивлением пароперегревателя пренебречь.

Ответ: площадь поверхности нагрева пароперегревателя, рассчитанная по наружному диаметру труб, F=1090 м².

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

22.86 Решить задачу (1-31), пренебрегая кривизной стенки (как для плоской стенки). Полученную площадь поверхности сравнить с результатом, полученным в задаче 1-31.

Ответ: Площадь поверхности нагрева F=1055 м².

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

22.218 Вычислить потерю теплоты с 1 м неизолированного трубопровода диаметром d₁/d₂ = 150/165 мм, проложенного на открытом воздухе, если внутри трубы протекает вода со средней температурой t_ж1 = 90ºС и температура окружающего воздуха t_ж2 = -15ºС. Коэффициент теплопроводности материала трубы λ = 50 Вт/(м·ºС). Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубы α₁ = 1000 Вт/(м²·ºС) и от трубы к окружающему воздуху α₂ = 12 Вт/(м²·ºС).

Определить также температуры на внутренней и внешней поверхностях трубы (рис. 1-13)

Ответ: q_l = 643 Вт/м; t_c1 = 88,6ºС; t_c1 = 88,6ºС.

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

22.145 Определить тепловые потери с 1 м трубопровода, рассмотренного в задаче 1-34, если трубопровод покрыт слоем изоляции толщиной δ₁ = 60 мм (рис. 1-14). Коэффициент теплопроводности изоляции λ₁ = 0,15 Вт/(м·ºС). Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху α₂ = 8 Вт/(м²·ºС). Все остальные условия остаются такими же, как в задаче 1-34. Вычислить также температуры на внешней поверхности трубы t_с2 и на внешней поверхности изоляции t_c3.

Ответ: q_l = 128 Вт/м; t_c2 = 89,69ºС; t_c3 = 2,9ºС.

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