Задача № 2
Теплота передается через стенку трубы толщиной δ=50мм. Постоянные температуры на внутренней поверхности трубы (t1) и на наружной (t2), а также коэффициент теплопроводности стенки (λ) , внутренний диаметр (d1) и длина (l) трубы даны в табл. 6.
Рассчитать:
- линейную плотность теплового потока (ql, 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 tср,
показать t
и tср
на графике распределения температур
по толщине стенки.
Таблица 6
№ вар |
2 |
7 |
12 |
17 |
22 |
d1, мм |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
l, м |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
λ, Вт/м К |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
t1,оС |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
t2, оС |
80 |
120 |
160 |
200 |
260 |
Задача № 3
Теплота передается через плоскую стальную стенку с коэффициентом теплопроводности λс = 40 Вт/м ·К от дымовых газов к кипящей воде. Толщина стенки (δс), температура дымовых газов (tж1), температура воды (tж2), коэффициент теплоотдачи от газов к стенке (α1) и от стенки к воде (α2) даны в табл. по вариантам.
Определить:
- коэффициент теплоотдачи 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 tж1 и tж2.
В процессе эксплуатации стенка со стороны воды покрылась слоем накипи толщиной δн, коэффициент теплопроводности накипи λн = 1,0 Вт/(м ·К).
Рассчитать для этого случая К, q, t1, t2, температуру на поверхности накипи (tн). Построить график распределения температур по толщине стенки и накипи. Дать сравнительный анализ двух графиков.
Данные необходимые для решения задачи, содержатся в табл. 7
Таблица 7
№ вар |
3 |
8 |
13 |
18 |
23 |
δс, мм |
25 |
20 |
15 |
16 |
18 |
δн , мм |
1,4 |
2,6 |
1,8 |
1,0 |
0,8 |
α1, Вт/м2 К |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
α2, Вт/м2 К |
4000 |
3000 |
3500 |
4500 |
2500 |
tж1,оС |
1200 |
1100 |
1000 |
960 |
900 |
tж2, оС |
180 |
160 |
150 |
140 |
190 |
Задача №4
Теплота передается через стенку стальной трубы толщиной δс=3мм (λс =50Вт/м· К) от дымовых газов к кипящей воде. Внутренний диаметр трубы (d1), температура дымовых газов (tж1), температура кипящей воды (tж2), коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к наружной поверхности трубы (α1), коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубы к воде (α2) даны в табл.8.
Рассчитать:
- коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2 ·К) от газов к воде,
- линейную плотность теплового потока (ql, Вт/м),
- температуры на внутренней поверхности трубы (t1) и на наружной поверхности (t2).
Построить график распределения температур по толщине стенки. Нанести на график температуры tж1 и tж2 .
В процессе эксплуатации на внутренней поверхности образовался слой накипи толщиной (δн).
Рассчитать для этого случая K,ql,, t1, t2, температуру на поверхности накипи (tн).
Принять коэффициент теплопроводности накипи λн =0,8 Вт/(м· К).
Построить график распределения температур по толщине стенки и накипи. Дать сравнительный анализ двух графиков.
Таблица 8
№ вар |
4 |
9 |
14 |
19 |
24 |
d1, мм |
0,05 |
0,1 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
t ж1 ,оC |
1200 |
1100 |
1000 |
960 |
900 |
tж2 ,оC |
180 |
160 |
150 |
140 |
190 |
α 1, Вт/м2 К |
70 |
80 |
90 |
100 |
85 |
α2, Вт/м2 К |
4000 |
3000 |
3500 |
4500 |
2500 |
δн, мм |
1,4 |
2 |
1,8 |
1,6 |
1,5 |