Задача. Определить плотность теплового потока (q, Вт/м²) в процессе теплопередачи от дымовых газов к пароводяной смеси через чугунную стенку толщиной δ = 5 мм. Температура газов t₁ = 1000⁰C, температура пароводяной смеси t₂ = 200⁰C. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α₁ = 20 Вт/м^2.К, от стенки к смеси α₂ = 5000 Вт/м^2.К, коэффициент теплопроводности стенки λ = 40 Вт/м^.К. Рассчитать также температуры стенки с обеих сторон t_с1 и t_с2.

Задача. Для уменьшения потерь теплоты от паропровода диаметром d₂ = 20 мм предлагаются изоляционные материалы: асбест λ = 0,151 Вт/м^.К, стекловата λ = 0,047 Вт/м^.К. Какой материал целесообразнее принять в качестве изоляции, если коэффициент теплоотдачи к окружающей среде α₂ = 10 Вт/м^2.К.

Задача. По чугунному трубопроводу диаметром d₂ = 60 мм, d₁ = 53 мм движется пар с температурой 325⁰С. Коэффициент теплоотдачи от пара к трубе α₁ = 110 Вт/м^{2 .}К. Температура окружающего воздуха 20 ⁰С, коэффициент теплоотдачи α₂ = 15 Вт/м^{2 .}К. Найти тепловые потери, если трубопровод изолирован слоем пеношамота толщиной δ = 70 мм. Коэффициенты теплопроводности λ _{пеношамота} = 0,3 Вт/м ^.К, λ _чугуна = 90 Вт/м ^.К.

Задача. В пластинчатом воздухоподогревателе средняя температура газов t_ж1 = 350^оС, средняя температура нагреваемого воздуха t_ж2 = 150^оС, коэффициенты теплоотдачи соответственно α₁ = 70 Вт/м^2.гр и α₂ = 20 Вт/м^2.гр. Толщина листов подогревателя δ = 4 мм, коэффициент теплопроводности материала  = 20 Вт/м^.гр. Вычислить плотность теплового потока и значения температур на поверхности листов.

Задача. Найти толщину слоя шлаковаты, которым надо изолировать плоскую стенку от окружающей среды, чтобы уменьшить потери теплоты в 3 раза по сравнению с неизолированной стенкой. Температура поверхности стенки после наложения изоляции не изменилась. Коэффициент теплоотдачи в окружающую среду принять α = 10 Вт/м^2.гр. Для шлаковаты  = 0,16 Вт/м^.гр.

Задача. Стена из силикатного кирпича  = 0,82 Вт/м^.гр толщиной 250 мм имеет с одной стороны температуру - 30^оС, с другой + 20^оС. Найти плотность теплового потока через стенку и глубину ее промерзания до 0^оС, считая коэффициент теплопроводности материала стенки постоянным.

Задача. Паропровод с внешним диаметром 100 мм и температурой на наружной поверхности 150^оС покрывается слоем вермикулита  = 0,33 Вт/м^.гр толщиной 60 мм. Найти суточную потерю теплоты паропроводом длиной 50 м, если температура на наружной поверхности изоляции 35^оС.

Задача. Обмуровка печи состоит из слоев шамотного кирпича толщиной δ₁ = 125 мм, слоя диатомитовой засыпки δ₂ = 50 мм и красного кирпича δ₃ = 250 мм. Какой толщины следует сделать слой из красного кирпича δ₃', если отказаться от применения засыпки из диатомита, чтобы тепловой поток остался неизменным? Температуры на внешних поверхностях для обоих случаев считать одинаковыми. Коэффициенты теплопроводности ₁ = 0,93 Вт/м^.гр, ₂ = 0,13 Вт/м^.гр, ₃ = 0,7 Вт/м^.гр.

Задача. Труба наружным диаметром 60 мм покрыта слоем пробковой плиты толщиной 30 мм и сверху еще слоем совелита толщиной 40 мм. На стенке трубы снаружи температура – 110^оС, а на наружной поверхности изоляции + 10^оС. Определить потерю холода. Сколько будет потеряно холода, если слои поменять местами? Значения температур и толщины слоев сохранить. Коэффициенты теплопроводности пробковой плиты ₁ = 0,047 Вт/м^.гр, совелита ₂ = 0,09 Вт/м^.гр.

Задача. Стальной трубопровод диаметром d₂ / d ₁ = 200 / 184 мм проложен на открытом воздухе, температура которого – 17^оС, а коэффициент теплоотдачи α₁= 10 Вт/м^2.гр. Внутри трубы движется вода со средней температурой 93^оС, а коэффициент теплоотдачи α₂= 800 Вт/м^2.гр. Определить потерю теплоты трубопроводом, если его длина 25 м.

Задача. Обмуровка печи состоит из слоев шамотного кирпича толщиной δ₁ = 125 мм, слоя диатомитовой засыпки δ₂ = 50 мм и красного кирпича δ₃ = 250 мм. Какой толщины следует сделать слой из красного кирпича δ₃', если отказаться от применения засыпки из диатомита, чтобы тепловой поток остался неизменным? Температуры на внешних поверхностях для обоих случаев считать одинаковыми. Коэффициенты теплопроводности ₁ = 0,93 Вт/м^.гр, ₂ = 0,13 Вт/м^.гр, ₃ = 0,7 Вт/м^.гр.

Задача. Найти толщину слоя шлаковаты, которым надо изолировать плоскую стенку от окружающей среды, чтобы уменьшить потери теплоты в 3 раза по сравнению с неизолированной стенкой. Температура поверхности стенки после наложения изоляции не изменилась. Коэффициент теплоотдачи в окружающую среду принять α = 10 Вт/м^2.гр. Для шлаковаты  = 0,16 Вт/м^.гр.

ЗАДАЧА: Какую толщину должна иметь изоляция, если ее наложить на плоскую стальную стенку толщиной 20 мм, чтобы тепловые потери уменьшились в два раза. Коэффициент теплопроводности стали λ_ме = 40 Вт/м۰К, а материала изоляции λ_из = 0,125 Вт/м۰К, коэффициент теплоотдачи с одной стороны стенки α₁ = 500 Вт/м²۰К, а с другой α₂ = 80 Вт/м²۰К.

ЗАДАЧА: Оконная рама состоит из двух слоев стекла толщиной по 5 мм каждый. Между стеклами находится слой сухого неподвижного воздуха толщиной 12мм. Площадь поверхности окна 3м². Разность температур на внешних поверхностях стекол 40°C. Определить потери теплоты через окно, если коэффициенты теплопроводности стекла λ_ст = 0,74 Вт/м۰К, воздуха λ_возд = 2,45۰10^–2 Вт/м۰К

ЗАДАЧА: При нагреве слябов стали под прокат до 1250 °С затраты энергии топлива составляют 80 кг у.т./т слябов. Энтальпия стали составляет 870 кДж/кг. Определить эффективность энергоиспользования в методических печах.

Задача: При производстве чугуна в доменных печах необходимое теплопоглощение материалов составляет 11 – 12 МДж/кг чугуна. Фактические затраты энергоносителей составляют примерно 450 кг кокса, 120 м³ природного газа. Определить эффективность энергоиспользования в доменной печи.

Задача: При нагреве слитков стали до 1250 °С затраты энергии топлива составляют 33,5 кг у.т. на 1 т стали. Энтальпия стали составляет 875 кДж/кг. Определить эффективность энергоиспользования в нагревательных колодцах.

Задача: В факел природного газа добавляют мазут, доля которого по теплу 10 %. Определить количество воздуха, необходимого для горения смеси при коэффициенте расхода воздуха n = 1,1. Мазут распыливается природным газом. Принять теплоту сгорания природного газа Qнр = 36,0 МДж/м³, а мазута Q_н^р = 40,0 МДж/кг. Количество воздуха при n = 1,0 для сжигания природного газа 10,6 м³/м³, а для мазута 11,7 м³/кг.

Задача: При термообработке рулонов стали (нагрев до 800 °С) расход природного газа составляет 81 м³/ т стали в рулонах. Энтальпия стали при 800°С составляет 550 кДж/кг стали. Определить эффективность энергоиспользования в колпаковых печах для термообработки