Розділ 9

Назвіть елементарні способи переносу теплоти в просторі

Що називається температурним полем?

Що таке температурний градієнт?

Що називається тепловим потоком?

Густина теплового потоку характеризує:

Густина теплового потоку визначається за формулою:

Назвати одиниці вимірювання теплового потоку:

Назвіть одиниці вимірювання густини теплового потоку

Що представляє собою теплопровідність?

Теплота у твердих тілах передається тільки:

Теплота у рідких тілах передається;

Теплота у газоподібних тілах передається;

Теплота у вакуумі передається;

Теплота може поширюватись:

Теплота передається тільки теплопровідністю в:

Малі значення коефіцієнта теплопровідності характерні:

Високі значення коефіцієнта теплопровідності характерні:

Теплоізолятори це є:

Густина теплового потоку при проходженні через плоску багатошарову стінку при відсутності внутрішніх джерел теплоти за стаціонарних умов:

Напишіть рівняння температурного поля в плоскій одношаровій стінці.

Запишіть рівняння температурного поля в циліндричній стінці

Запишіть основний закон теплопровідності.

Що представляє собою коефіцієнт теплопровідності?

Навести формулу для визначення термічного опору плоскої одношарової стінки.

Наведіть формулу для визначення термічного опору циліндричної одношарової стінки.

Аналітичний вираз закону Фур’є має вигляд:

Коефіцієнт теплопровідності це є:

Розмірність коефіцієнта теплопровідності:

Густина теплового потоку через плоску стінку визначається за формулою:

Густина теплового потоку через плоску двошарову стінку визначається за формулою:

Тепловий потік через циліндричну стінку визначається за формулою:

Тепловий потік через циліндричну двохшарову стінку визначається за формулою:

Знайти термічний опір плоскої стінки, якщо при температурному напорі 240 ⁰С через неї проходить тепловий потік 178 Вт/м².

Визначити коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки товщиною 50 мм, якщо густина теплового потоку через неї 100 Вт/м², а різниця температур на її поверхнях 20 градусів:

Визначити коефіцієнт теплопровідності цегляної стінки товщиною 390 мм, якщо температура на внутрішній поверхні стінки 300 ⁰С, а на зовнішній 60 ⁰С. Втрата тепла через стінку 178 Вт/м².

Визначити тепловий потік через 1 м² цегляної стінки товщиною 0,39 м, якщо температура на внутрішній поверхні стінки 573 К, а на зовнішній 333 К. коефіцієнт теплопровідності цегли прийняти 0,29 Вт/(мК).

Густина теплового потоку через плоску стінку 178 Вт/м², температура на внутрішній поверхні стінки 300 ⁰С, а коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки 0,29 Вт/(мК), її товщина 0,39 м. Визначити температуру на зовнішній поверхні.

Визначити товщину плоскої стінки, коефіцієнт теплопровідності якої 0,29 Вт/(мК), якщо при температурному напорі 240 ⁰С через неї проходить тепловий потік 178 Вт/м².

Через плоску стінку товщиною 0,014 м з коефіцієнтом теплопровідності 50 Вт/(мК) проходить тепловий потік 25000 Вт/м². Визначити температурний напір.

Температура на одній з поверхонь цегляної стіни дорівнює 20 ⁰С, а на іншій мінус 30 ⁰С. Визначити густину теплового потоку через стінку, якщо товщина стінки 0,25 м. Коефіцієнт теплопровідності цегли 0,55 Вт/(мК).

Визначити тепловий потік через циліндричну двошарову трубу зовнішнім діаметром 500 мм і довжиною 2 м. Товщина першого шару складає 50 мм, а лінійний коефіцієнт теплопровідності ₁ = 0,05 Вт/(м·К). Товщина другого шару складає 100 мм, а його лінійний коефіцієнт теплопровідності ₂ = 1,0 Вт/(м·К). Температура на її поверхні t₁ = 20^о С, t₂ = -10^оС.

Визначити зовнішню температуру цегляної стінки печі, якщо її площа 140 м², тепловий потік 120 кВт, а температура стінки зі сторони топки 1020 ⁰С. Цегляна стінка складається із двох шарів: 1 – шару вогнетривкої цегли (₁ = 250 мм, ₁ = 0,34 Вт/(мК)) і 2 – шару червоної цегли (₂ = 250 мм, ₂ = 0,68 Вт/(мК))

Визначити втрати теплоти в навколишнє середовище через 1 м² обмурівки котла, яка складається із шару шамотної цегли товщиною 400 мм, коефіцієнт теплопровідності якої 0,16 Вт/(мК) і шару червоної цегли товщиною 0,25 м, температура внутрішньої обмурівки 1173 К, а зовнішньої 335 К. Коефіцієнт теплопровідності червоної цегли 0,68 Вт/(мК).

Сталевий паропровід, зовнішній діаметр якого 160 мм, а внутрішній 120 мм, покритий двошаровою ізоляцією, яка складається з азбесту товщиною 60 мм і войлоку товщиною 20 мм. Коефіцієнт теплопровідності труби ₁ = 58 Вт/(мК). Температура внутрішньої поверхні паропроводу 673 К, а зовнішньої поверхні ізоляції 323 К. Визначити теплові втрати 1 м паропроводу. Теплопровідності азбесту 0,151 Вт/(мК) і волоку 0,052 Вт/(мК).

Визначити тепловий потік через цегельну стінку висотою 5 м, шириною 4 м і товщиною 250 мм. Температури поверхонь стінок t_c1 = 27 ⁰C і t_c2 = – 23 ⁰C коефіцієнт теплопровідності червоної цегли λ = 0,77 Вт/(м×К).

Плоска стальна стінка з коефіцієнтом теплопровідності λ₁ = 50 Вт/(мК) і товщиною δ₁ = 0,02 м ізольована від теплових втрат шаром азбесту з λ₂ = 0,15 Вт/(мК) і товщиною δ₂ = 0,2 м та шаром корка з λ₃ = 0,08 Вт/(мК), товщиною δ₃ = 0,1 м. Визначити якої товщини треба взяти шар пінобетону з λ = 0,08 Вт/(мК) замість азбесту і корка, щоб теплоізоляційні властивості залишились без змін

Сталева труба діаметром d₁/d₂ = 200/220 мм з коефіцієнтом теплопровідності λ₁ = 50 Вт/(мК) покрита двошаровою ізоляцією. Товщина першого шару δ₂ = 50 мм з λ₂ = 0,2 Вт/(мК) і другого δ₃ = 80 мм з λ₃ = 0,1 Вт/(мК). Температура на внутрішній поверхні труби t_c1 = 327 ⁰C і на зовнішній поверхні ізоляції t_c4 = 47 ⁰C. Визначити втрату теплоти через ізоляцію з одного погонного метра трубопроводу.

Плоска стінка печі складається із двох шарів вогнетривкої цегли (δ₁ = 500 мм) і будівельної цегли (δ₂ = 250 мм). Температура внутрішньої поверхні стінки t_с1 = 1200 ⁰C температура зовнішньої поверхні стінки t_с3 = 108 ⁰C. Коефіцієнт теплопровідності вогнетривкої цегли λ₁ = 1,16 Вт/(мК), а будівельної цегли λ₂ = 0,58 Вт/(мК). Визначити температуру на границях шарів.

Визначити тепловий потік через бетонну стінку будинку товщиною 300 мм, висотою 1,5 м і довжиною 1,2 м, якщо температура на її поверхні t₁ = 22 ^оС, t₂ = -12 ^оС, а коефіцієнт теплопровідності  = 0,7 Вт/(м·К).

Визначити коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки товщиною 150 мм, якщо густина теплового потоку через неї 40 Вт/м², а різниця температур на її поверхнях 10 градусів:

Визначити тепловий потік через бетонну стінку будинку товщиною 180 мм, покриту шаром штукатурки товщиною 36 мм. Висота стінки 1,5 м, а довжина 1,2 м, температура на її поверхні t₁ = 24^о С, t₂ = -12 ^оС. Коефіцієнт теплопровідності бетону  = 0,8 Вт/(м·К), штукатурки -  = 0,3 Вт/(м·К).

Визначити тепловий потік через циліндричну бетонну трубу зовнішнім діаметром 300 мм, внутрішнім діаметром 200 мм і довжиною 1,5 м, якщо температура на її поверхні t₁ = 28 ^оС, t₂ = -6 ^оС, а лінійний коефіцієнт теплопровідності  = 1 Вт/(м·К).

Визначити тепловий потік через циліндричну двошарову трубу зовнішнім діаметром 450 мм і довжиною 4 м. Товщина першого шару складає 50 мм, а лінійний коефіцієнт теплопровідності ₁ = 0,03 Вт/(м·К). Товщина другого шару складає 80 мм, а його лінійний коефіцієнт теплопровідності ₂ = 1,2 Вт/(м·К). Температура на її поверхні t₁ = 18 ^оС, t₂ = -8 ^оС.

Визначити густину теплового потоку і температуру на зовнішній стороні двошарової стінки, якщо температура на внутрішній стінці 18 ^оС, а температура між шарами 6 ^оС, товщина внутрішнього шару 300 мм, а його коефіцієнт теплопровідності – 0.3 Вт/(м·К), для зовнішнього шару ці значення - 50 мм і 0.05 Вт/(м·К) відповідно.

Визначити тепловий потік через циліндричну двошарову трубу і температуру на її зовнішній стороні, якщо температура на внутрішній поверхні t₁ = 20^о С, на границі шарів t₂=3^оС. Зовнішній діаметр труби 500 мм і довжина 2 м. Товщина першого шару складає 50 мм, а лінійний коефіцієнт теплопровідності ₁ = 0,05 Вт/(м·К). Товщина другого шару складає 100 мм, а його лінійний коефіцієнт теплопровідності ₂ = 1,0 Вт/(м·К).

Визначити температуру на зовнішній стороні стінки, якщо температура на внутрішній стінці 18 ^оС, густина теплового потоку 20 Вт/м², товщина стінки 300 мм, а її коефіцієнт теплопровідності 0.3 Вт/(м ·К).

Визначити температуру на зовнішній стороні труби, якщо температура на внутрішній поверхні t₁ = 20^о С, а лінійна густина теплового потоку 200 Вт/м. Зовнішній діаметр труби 500 мм. Товщина стінки труби складає 50 мм, а коефіцієнт теплопровідності  = 0,5 Вт/(м·К).

Визначити тепловий потік через бетонну стінку будинку товщиною 200мм, висотою 2,5 м і довжиною 2 м, якщо температура на її поверхні t₁ = 20^о С, t₂ = -10^оС, а коефіцієнт теплопровідності  = 1 Вт/(м·К).

Визначити тепловий потік через бетонну стінку будинку товщиною 200мм, покриту шаром штукатурки товщиною 30мм. Висота стінки 2,5 м, а довжина 2 м, температура на її поверхні t₁ = 20^о С, t₂ = -20^оС. Коефіцієнт теплопровідності бетону  = 1 Вт/(мК), штукатурки -  = 0,3 Вт/(мК).

Визначити тепловий потік через циліндричну бетонну трубу зовнішнім діаметром 200 мм, внутрішнім діаметром 100 мм і довжиною 2 м, якщо температура на її поверхні t₁ = 20^о С, t₂ = -10^оС, а лінійний коефіцієнт теплопровідності  = 2 Вт/(мК).

Визначити коефіцієнт теплопровідності матеріалу труби зовнішнім діаметром 250 мм та товщиною 25 мм, якщо лінійна густина теплового потоку через неї 1000 Вт/м, а різниця температур на її поверхнях 20 градусів:

Температура однієї з поверхонь плоскої цегляної стінки 20⁰С, іншої мінус 30⁰С. Товщина стінки 25см, а її коефіцієнт теплопровідності 0,55Вт/мК. Визначити глибину промерзання до температури t0⁰С, якщо тепловий потік через неї 110 Вт/м²

Скільки необхідно спалити вугілля в печі к. к. д. якої 70 %, щоб компенсувати втрату теплоти за добу через цегляну стінку площею 20 м² товщиною 0,2 м, якщо температура внутрішньої поверхні стінки 20 ⁰С, а зовнішньої мінус 10 ⁰С.

Нижча теплота згоряння палива кДж/кг, а коефіцієнт теплопровідності стінки  = 0,475 Вт/(мК).

Для компенсації втрат теплоти через плоску стінку площею 20 м² на протязі доби спалюють 9,3 кг вугілля з нижчою теплотою згоряння 18000 кДж/кг в печі з к.к.д. 70 %. Температура внутрішньої поверхні стінки 20 ⁰С, зовнішньої мінус 10 ⁰С. Визначити термічний опір стінки.

Обчислити к.к.д. печі, в якій для компенсації теплоти протягом доби спалюють 9,31 кг вугілля з нижчою теплотою згоряння 18000 кДж/кг. Товщина стінки 0,2 м, її коефіцієнт теплопровідності 0,475 Вт/(мК), а температура її з внутрішньої сторони 20 ⁰С, з зовнішньої мінус 10 ⁰С.

Для компенсації втрат теплоти через плоску стінку площею 20 м² с товщиною 0,2 м протягом доби спалюють 9,37 кг вугілля з нижчою теплотою згоряння 18000 кДж/кг в печі. к. к. д. печі 70 %. Коефіцієнт теплопровідності стінки 0,475 Вт/(мК). Обчислити температуру на зовнішній поверхні стінки, якщо на внутрішній температура 20⁰С.

Визначити питому теплоту згорання палива Q_н^р спалювання якого в печі з ККД η = 70 % компенсує втрату теплоти через цегляну стінку з площею поверхні F = 20 м², товщиною δ = 0,2 м. Якщо температура внутрішньої поверхні стінки t_с1 = 20 ⁰C, а зовнішньої t_с2 = – 10 ⁰C. Коефіцієнт теплопровідності цегляної стінки λ = 0,475 Вт/(мК).