Задачи для самостоятельного решения. Задача № 1.Через кирпичную стену передается теплота

Задача № 1. Через кирпичную стену передается теплота. Известны постоянные температуры на поверхностях стены t₁=20^оС и t₂ = -10^оС, коэффициент теплопроводности кирпича l=0,14 , толщина стены d=40 см, площадь изотермической поверхности F=15 м².

Рассчитать:

· плотность теплового потока (q, Вт/м²),

· теплоту, переданную через стену за сутки (Q, Дж),

· координату изотермической поверхности (х₀) с температурой t=0^оС.

Ответы выделить. Изобразить схематично график распределения температур по толщине стены.

Задача № 2. Теплота передается через стенку трубы толщиной d=50мм. Известны постоянные температуры на внутренней поверхности трубы
t₁= 100^оС и на наружной t₂=80 ^оС, а также коэффициент теплопроводности стенки l=0,2 , внутренний диаметр d₁ =50 мм и длина трубы =10 м.

Рассчитать:

· линейную плотность теплового потока (q_l, Вт/м);

· количество теплоты, передаваемой через стенку трубы за одни сутки (Q, Дж);

· температуру изотермической поверхности в середине стенки трубы (t), т.е. при . Сравнить полученную температуру с , объяснить причину несовпадения температур t и t_ср, показать t и t_ср на графике распределения температур по толщине стенки.

Задача № 3. Теплота передается через плоскую стальную стенку с коэффициентом теплопроводности l_с=40 Вт/м×К от дымовых газов к кипящей воде. Толщина стенки d_с=25 мм, температура дымовых газов t_ж1=1200^оС, температура воды t_ж2=180^оС, коэффициент теплоотдачи от газов к стенке a₁=30 и от стенки к воде a₂=4000 .

Определить:

· коэффициент теплопередачи (К, Вт/м² ×К) от газов к воде;

· плотность теплового потока, передаваемого через стенку (q, Вт/м²);

· температуры на поверхностях стенки со стороны газов (t₁) и со стороны воды (t₂).

Построить график распределения температур по толщине стенки. Нанести на график температуры t_ж1 и t_ж2.

В процессе эксплуатации стенка со стороны воды покрылась слоем накипи толщиной d_н= 1,4 мм, коэффициент теплопроводности накипи
l_н=1,0 Вт/м×К.

Рассчитать для этого случая К, q, t₁, t₂, температуру на поверхности накипи (t_н). Построить график распределения температур по толщине стенки и накипи. Дать сравнительный анализ двух графиков.

Задача № 4. Теплота передается через стенку стальной трубы толщиной d_с=3мм l_с=50 Вт/м·К от дымовых газов к кипящей воде. Известны внутренний диаметр трубы d₁=0,05 м, температура дымовых газов t_ж1=1200^оС, температура кипящей воды t_ж2=180^оС, коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к наружной поверхности трубы a₁=70 , коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубы к воде a₂ =4000 .

Рассчитать:

· коэффициент теплопередачи (К, Вт/ м² · К) от газов к воде;

· линейную плотность теплового потока (q_l, Вт/м);

· температуры на внутренней поверхности трубы (t₁) и на наружной поверхности (t₂).

Построить график распределения температур по толщине стенки. Нанести на график температуры t _ж1 и t _ж2.

В процессе эксплуатации на внутренней поверхности образовался слой накипи толщиной (d_н=1,4 мм).

Рассчитать для этого случая К, q_l,, t₁, t₂, температуру на поверхности накипи (t_н).

Принять коэффициент теплопроводности накипи l_н=0,8 Вт/м·К.

Построить график распределения температур по толщине стенки и накипи. Дать сравнительный анализ двух графиков.

Задача № 5. По стальному теплоизолированному трубопроводу, расположенному на открытом воздухе, передается горячий теплоноситель.

Толщина стенки трубы d=3 мм, коэффициент теплопроводности стали l=50 Вт/м·К. Температура окружающего воздуха t_ж=20^оС, коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху a=10 Вт/м²×К, внутренний диаметр трубы d₁=150 мм, температура на внутренней поверхности стальной трубы t₁=180^оС, толщина слоя изоляции d_из=40 мм и коэффициент теплопроводности изоляции l_из=0,07 .

Рассчитать:

· температуру на поверхности изоляции (t_из),

· температуру наружной поверхности стальной трубы (t₂),

· суточную потерю тепла на участке трубы длиной 100м (Q, Дж).

Ответы выделить. Изобразить схематически график распределения температур по толщине стенки трубы и по толщине изоляции.

Поиск по сайту: