Приклади розв’язування задач

1 .Визначити втрати тепла скрізь стелю розмірами 5×3 м², якщо внутрішня поверхня має температуру , а зовнішня . Стеля складається з залізобетонної плити товщиною та шар теплоізоляції з керамзиту товщиною =300мм. Результат розрахунку порівняти з випадком теплоізоляції скловатою тієї ж товщини. Побудувати графіки температурного поля в стелі.

1) Термічний опір шарів для першого випадку (теплоізоляція - керамзит).

2)Тепловий потік

3)Температура між першим та другим шарами

4) Термічний опір шару теплоізоляції для другого випадку (теплоізоляція скловатою ).

5) Тепловий потік.

6) Температура між шарами стелі.

2 .Визначити тепловий потік від димових газів до трубок пароперегрівача, який утворюють шаховий пучок. Температура газів =800⁰С,температура поверхні трубок =400⁰С, діаметр труб d=30мм кількість труб в поперечному перерізі канали розмірами а × в=5×1,5 м² п=62, шаг труб поперек потоку S₁=80мм, вздовж потоку S₂=90мм. Витрати димових газів .

1)Для розрахункового випадку тепловіддача від газів до трубного пучка див. малюнок з довідника критеріальне рівняння має вигляд.

2) Визначення швидкості руху газів

,

де F- площа живого перерізу для проходу газів, м².

де n – кількість труб в каналі,

l – довжина труб, прийняли l=b=1,5м

Швидкість газів

Середня температура

,

Теплофізичні властивості при t_cp:

- коефіцієнт кінематичної в’язкості ;

- коефіцієнт теплопровідності ;

- критерій Прандтля - ;

- критерій Прандтля при температурах:

• газів , ;

• стінки , .

Критерій Рейнольдса

.

Коефіцієнт геометричних розмірів пучка

.

Критерій Нусельта

Коефіцієнт тепловіддачі

Тепловий потік

.

3 .Визначити втрати тепла випромінювання з 1п.м. теплової ізоляції паропроводу діаметром d=200мм, яка має температуру t=40⁰С і степінь чорноти ε₁=0,8. Результат порівняти з випадком покриття теплоізоляції листом алюмінієвої фольги ε_ф=0,1. В розрахунках прийняти: температура навколишнього середовища t₂=0⁰С, степінь чорноти .

1)Результуючий тепловий потік випромінюванням для випадку покриття трубопроводу руберойдом:

2) Кількість втрат тепла з одного погонного метру труби.

де F – площа труби, м²

.

.

3)Тепловий потік при покритті труби алюмінієвою фольгою:

Висновок: Витрати тепла будуть менші з фольгою на 5,08 Вт на кожен метр довжини труби.

4.Визначити поверхню теплообміну кожухотрубного теплообмінника та потрібну кількість пари для підігріву G₂=2,5 кг/с води від температури t₁^′=12⁰С до t₂^″=85⁰С .В теплообмінник потрапляє суха насичена пара при Р_н=0,55МПа. В розрахунках прийняти коефіцієнт тепловіддачі від пари до стінки α₁=9800 Вт/м² К, від стінки до води α₂=4500.Вт/м² К

Трубки теплообмінника мають діаметри36/30мм (матеріал - сталь ).

Для пари р_н=0,55МПа з таблиць стану водяної пари : t_н=154˚C теплота пароутворення r=2100кДж/кг.

1. Коефіцієнт теплопередачі:

2. Середній температурний напір:

3. Теплова потужність теплообмінника:

4. Поверхня нагріву (при ККД теплообміннику η =0,9):

5. Витрати пари :