1.2 Примеры входного контроля по дисциплине «Теплопередача» Задача № 1

Через кирпичную стену передается теплота. Постоянные температуры на поверхностях стены t₁ и t₂, коэффициент теплопроводности кирпича (), толщина стены (), площадь изотермической поверхности (F) даны в табл. 3.1 по вариантам.

Рассчитать: плотность теплового потока (q, Вт/м²);

• теплоту, переданную через стену за сутки (Q, Дж)

• координату изотермической поверхности (х₀) с температурой t = 0 ^оС.

Ответы выделить. Изобразить схематично график распределения температур по толщине стены.

Таблица 1

№ вар.	1	6	11	16	21
, см	40	35	45	50	40
F, м2	15	20	25	30	35
, Вт/м °К	0,14	0,2	0,3	0,8	0,5
t1,оС	20	25	18	23	22
t2,оС	–10	–15	–20	–25	–30

Задача № 2

Теплота передается через стенку трубы толщиной  = 50 мм. Постоянные температуры на внутренней поверхности трубы (t₁) и на наружной (t₂), а также коэффициент теплопроводности стенки (), внутренний диаметр (d₁) и длина (ℓ) трубы даны в табл. 3.2.

Рассчитать: линейную плотность теплового потока (q_, 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 t_ср, показать t и t_ср на графике распределения температур по толщине стенки.

Таблица 2

№ вар.	2	7	12	17	22
d1, мм	50	100	150	200	250
ℓ, м	10	15	20	25	30
, 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 _с = 40 Вт/мК от дымовых газов к кипящей воде. Толщина стенки (_с), температура дымовых газов (t_ж1), температура воды (t_ж2), коэффициент теплоотдачи от газов к стенке (₁) и от стенки к воде (₂) даны в табл. 3.3 по вариантам.

Определить:

• коэффициент теплопередачи (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 t_ж1 и t_ж2.

В процессе эксплуатации стенка со стороны воды покрылась слоем накипи толщиной _н, коэффициент теплопроводности накипи _н=1,0 Вт/мК.

Рассчитать для этого случая К, q, t₁, t₂, температуру на поверхности накипи (t_н). Построить график распределения температур по толщине стенки и накипи. Дать сравнительный анализ двух графиков.