Задача № 5

Труба горячего воздуховода наружным диаметром d₁ = 160 мм для уменьшения теплопотерь помещена в цилиндрический кожух внутренним диаметром d₂ = 200 мм. Между трубой и кожухом находится спокойный воздух. Температура наружной поверхности воздуховода t₁ и температура внутренней поверхности кожуха t₂ даны в табл.5 по вариантам.

Рассчитать теплопотери через цилиндрическую прослойку воздуха для 1м длины воздуховода (q_l, Вт/м). Учесть теплообмен излучением между поверхностями воздуховода и кожуха, приняв степени черноты ε₁= 0,94, ε₂ = 0,532.

Таблица5

№ вар	20
tc ,оC	120
tж1 ,оC	40

Задача № 5

Кипящая вода движется по трубе со скоростью (w). Температура внутренней поверхности трубы (t_с), давление (ρ), скорость воды (w), внутренний диаметр трубы (d) приведены в табл.15 по вариантам.

Рассчитать средний коэффициент теплоотдачи ( ) от поверхности трубы к кипящей воде.

Таблица 15

№ вар	20
p, бар	10,03
d, мм	40
w, м/с	0,3
tc, оС	185

Рассчитать плотность потока тепла (q, Вт/м²) передаваемого излучением, от дымовых газов к поверхности труб пароперегревателя парового котла.

Трубы расположены в шахматном порядке, наружный диаметр труб d, продольный и поперечный шаги s₁=s₂=2d. Дымовые газы содержат 4 % водяных паров (Н₂О) и 10 % углекислого газа (СО₂) по объему. Общее давление газов р_о=1 ат. Степень черноты поверхности труб ε_с=0,8.

Наружный диаметр труб (d), температура их поверхности (t_с), средняя температура дымовых газов ( ) даны в табл. 20 по вариантам.

Таблица 20

№ вар	20
d,мм	44
, оС	950
tс, оС	550

Задача № 5

Трубчатый испаритель воды обогревается дымовыми газами. Давление воды р, температура воды на входе в испаритель равна температуре насыщения (t_s) при давлении р, на выходе – сухой насыщенный пар.

Давление воды (р), температура дымовых газов на входе (t₁') и на выходе из испарителя (t₁''), а также расход газов (G₁) даны в табл. 25 по вариантам.

Принять средний коэффициент теплопередачи от пара к воде через стенку трубы К=70 Вт/(м² ·К). потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Определить расход воды (G₂, кг/с) и площадь поверхности теплообмена испарителя (F, м²).

Представить график изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.

Таблица 25

№ вар	20
p1, бар	5,6
t1' , оС	750
t1'', оС	420
G1, кг/с	45

Расчет теплопередачи со сложным теплообменом на поверхностях

Рекомендуется разобраться с данной темой на примере задач № 1 и № 2. Решение данных задач необязательно, но желательно в целях повышения уровня знаний по данной дисциплине.

Задача № 1

Рассчитать теплопотери (Q, Вт/м) через стенку горячей горизонтальной трубы в окружающую среду (к спокойному воздуху).

Диаметр трубы d₂/d₁=150/140 мм, коэффициент теплопроводности стали λ_с=50 Вт/(м·К), температура на внутренней поверхности трубы t₁ = 90 ^оС, степень черноты наружной поверхности трубы ε_с=0,9, температура воздуха t_ж =10 ^оС.