4.1.4. Контрольные задачи для закрепления знаний

1. Цилиндрический аппарат диаметром d = 2 м и высотой h = 5 м покрыт слоем теплоизоляции из асбеста толщиной 75 мм (рис. 5) Температура стенки аппарата t = 146°С, температура наружной поверхности изоляции t₁ = 40 °С. Определить расход теплоты (тепловой поток), теряемой через слой этой теплоизоляции;  – коэффициент теплопроводности асбеста,  =0,151 Вт/(м∙К).

Ответ: Q = · 8395,6 Вт.

2. Стенка печи состоит из двух слоев: огнеупорного кир­пича толщиной 500 мм и строительного кирпича толщиной 250 мм (рис. 10). Тем­пература внутри печи 1300 ^оС, в окружающем пространстве – 25 ^оC. Определить: температуру на границе огнеупорного и строительного кирпичей. Коэффициент теплоотдачи от печных газов к стенке равен α₁= 34,8 Вт/(м²∙К), от стенки к воздуху α₂= 15,2 Вт/(м²∙К), коэффициент теплопроводности огнеупорного кирпича ₁ = 1,16 Вт/(м∙К), строительного кирпича – ₂= 0,58 Вт/(м∙К).

Ответ:

3. Стена из силикатного кирпича толщиной 250 мм имеет с одной стороны температуру – 30 ^оC, а с другой температуру +20 ^оC. Найти плотность теплового потока через стену и глубину ее промерзания до температуры 0 ^оC, считая коэффициент теплопроводности материала стены постоянным. Принимаем Вт/(м∙К).

Ответ: q = 116

4. Лед на реке имеет толщину 300 мм и покрыт слоем снега толщиной 200 мм. Температура на наружной поверхности снега -15 ^оC, а на поверхности льда, обращенной к воде 0 ^оC. Найти плотность теплового потока через эти два слоя. При условии, что: Вт/(м∙К),

Ответ: q =

5. Плоскую поверхность с температурой 400 ^оC надо изолировать пеношамотом так, чтобы потери теплоты не превышали 450 при температуре на внешней поверхности изоляции 43 ^оC. Найти толщину слоя изоляции, при условии что Вт/(м∙К).

Ответ:

6. Оконная рама состоит из 2-х слоев стекла толщиной по 5 мм каждый. Между стеклами находится слой сухого неподвижного воздуха толщиной 6 мм со средней температурой 0 ^оC. Площадь поверхности окна 4,5 Определить потерю теплоты теплопроводностью через окно, если разность температур на внешних поверхностях стекол 25 ^оC, а Вт/(м∙К), Вт/(м∙К).

Ответ: Q=434 Вт.

7. Паропровод с внешним диаметром 80 мм и температурой на наружной поверхности 180 ^оC покрывается слоем минеральной ваты толщиной 50 мм. Найти суточную потерю теплоты паропроводом длиной 30 м, если температура на наружной поверхности изоляции 32 ^оC и Вт/(м∙К).

Ответ: Q_сут=238 МДж.

8. Бетонные трубы, имеющие диаметр мм, надо проложить в грунте. Температура грунта на внешней поверхности трубы может снизиться до – 1,82 ^оC. Жидкость в трубах замерзает при температуре – 0,5 ^оC. Можно ли прокладывать трубы без теплоизоляции, если линейная плотность теплового потока через стенку трубы равна 21,7 Вт/м, а ?

Ответ: Нет нельзя, ^оC.

9. Варочный котел сферической формы с наружным диаметром 1200 мм сделан из нержавеющей стали. Толщина стенки котла 10 мм. Внутри находится жидкость с температурой 140 ^оC; снаружи котел покрыт слоем асбеста толщиной 60 мм. В цехе температура воздуха 29 ^оC. Коэффициент теплоотдачи внутри и снаружи котла и соответственно. После включения вентиляции в цехе температура воздуха снизилась до 23^оC, а коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности котла увеличился в 1,6 раза. На сколько процентов возросли потери теплоты от котла, если ;

Ответ: потери теплоты возросли на 10 %.

10. Стальной трубопровод диаметром мм проложен на открытом воздухе, температура которого равна – 17 ^оC. Внутри трубы движется вода со средней температурой 93 ^оC, а коэффициент теплоотдачи от воды к трубе Определить потерю теплоты трубопроводом, если его длина 23 м, а коэффициент теплоотдачи от трубы к окружающему воздуху и

Ответ: Q = 14,1 кВт.