краткий курс тепломассообмена

71

73

Задание 5

Пластина толщиной δ и коэффициентом теплопроводности λ с равномерно распределенными внутренними источниками теплоты qv охлаждается с обеих сторон. С одной стороны на пластину наложена изоляция толщиной δиз и коэффициентом теплопроводности λиз. Температура охлаждающей жидкости tж и коэффициент теплоотдачи α.

Определить максимальную температуру, температуры в центре, на поверхностях пластины и изоляции.

74

Задание 6

Трубопровод внутренним диаметром d1 и наружным d2 или стержень диаметром d2 с коэффициентом теплопроводности λ подключен к источнику питания с напряжением U и силой тока I и охлаждается с обеих сторон. С внешней стороны на них наложена изоляция толщиной δиз и коэффициентом теплопроводности λиз.

Температура охлаждающей жидкости tж и коэффициент теплоотдачи α.Определить максимальную температуру, температуры в центре стержня, на поверхностях трубопровода или стержня и изоляции.

75

Задание 7

Определить температуры в центре и на поверхности пластины толщиной δ или стержня или шара диаметром d, через τ минут после начала охлаждения, начальная температура t0, температура окружающего воздуха tж, коэффициент теплопроводности материала λ, коэффициент температуропроводности а, коэффициент теплоотдачи на поверхности пластины и стержня α.

Определить максимальную разность температур между серединой и

76

Задание 8

Металлический слиток, имеющий форму параллелепипеда, с размерами a×b×c, где b = 1,5a и c = 2a, имел начальную температуру t0, а затем был помещен в печь с температурой tж = 1000°C.

Определить температуры в центре слитка tц и его вершинах tв через t минут после его загрузки в печь, температуры в центрах всех граней tab, tbc,tac и количество теплоты, сообщенное слитку за это время.

Коэффициент теплопроводности металла λ, плотность ρ, теплоемкость с, коэффициент теплоотдачи на поверхности слитка α.

77

Задание 9

Металлический слиток имеющий форму цилиндра диаметром и высотой равными d имел начальную температуру t0, а затем был положен в печь с температурой tж = 1000°С. Коэффициент теплопроводности металла λ, плотность ρ, теплоемкость с, коэффициент теплоотдачи на поверхности α.

Определить температуры в центре слитка, в срединах торцовых поверхностей и на их образующих через τ минут после его загрузки в печь, количество теплоты, сообщенное слитку за это время.

78

Задание 10

Образец диаметром d и/или длиной ℓ, после предварительного нагрева охлаждается в водяном термостате, температура воды tж, в котором поддерживается постоянной.

Вычислить значения коэффициента температуропроводности испытуемого материала а и построить график изменения температуры, если в процессе охлаждения в стадии регулярного режима температура образца в месте заделки термопары за τ минут уменьшилась с t1 до t2.

Коэффициент теплоотдачи на поверхности образца α→∞.

79

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ №2

Задание 1

Тонкая квадратная пластина расположенная вертикально со стороной l охлаждается потоком воздуха со скоростью ω и температурой tж. К краям пластины приложено напряжение U и протекает ток I. Определить местные коэффициенты теплоотдачи и температуры поверхности на расстоянии 0.1l, 0.2l, 0.5l, l от переднего края пластины, средний коэффициент теплоотдачи, тепло отводимое от пластины и построить график изменения коэффициента теплоотдачи. Решить задачу при условии свободного охлаждения.

80