Рівень с

Температура однієї з поверхонь плоскої цегляної стінки 20⁰С, іншої мінус 30⁰С. Товщина стінки 25см, а її коефіцієнт теплопровідності 0,55Вт/мК. Визначити глибину промерзання до температури t0⁰С, якщо тепловий потік через неї 110 Вт/м²

Скільки необхідно спалити вугілля в печі к. к. д. якої 70 %, щоб компенсувати втрату теплоти за добу через цегляну стінку площею 20 м² товщиною 0,2 м, якщо температура внутрішньої поверхні стінки 20 ⁰С, а зовнішньої мінус 10 ⁰С.

Нижча теплота згоряння палива кДж/кг, а коефіцієнт теплопровідності стінки  = 0,475 Вт/(мК).

Відповідь : 9.3кг.

Для компенсації втрат теплоти через плоску стінку площею 20 м² на протязі доби спалюють 9,3 кг вугілля з нижчою теплотою згоряння 18000 кДж/кг в печі з к.к.д. 70 %. Температура внутрішньої поверхні стінки 20 ⁰С, зовнішньої мінус 10 ⁰С. Визначити термічний опір стінки.

Відповідь : =0.421 (м2К/Вт)

Обчислити к.к.д. печі, в якій для компенсації теплоти протягом доби спалюють 9,31 кг вугілля з нижчою теплотою згоряння 18000 кДж/кг. Товщина стінки 0,2 м, її коефіцієнт теплопровідності 0,475 Вт/(мК), а температура її з внутрішньої сторони 20 ⁰С, з зовнішньої мінус 10 ⁰С.

Відповідь : 70%

Для компенсації втрат теплоти через плоску стінку площею 20 м² с товщиною 0,2 м протягом доби спалюють 9,37 кг вугілля з нижчою теплотою згоряння 18000 кДж/кг в печі. к. к. д. печі 70 %. Коефіцієнт теплопровідності стінки 0,475 Вт/(мК). Обчислити температуру на зовнішній поверхні стінки, якщо на внутрішній температура 20⁰С.

Відповідь : t=-10

Визначити питому теплоту згорання палива Q_н^р спалювання якого в печі з ККД η = 70 % компенсує втрату теплоти через цегляну стінку з площею поверхні F = 20 м², товщиною δ = 0,2 м. Якщо температура внутрішньої поверхні стінки t_с1 = 20 ⁰C, а зовнішньої t_с2 = – 10 ⁰C. Коефіцієнт теплопровідності цегляної стінки λ = 0,475 Вт/(мК).

Відповідь : Q =18000 кДж/кг

Розділ 10

Що називається конвективним теплообміном? Конвективним теплообміном (тепловіддачею) називається процес перенесення теплоти від поверхні твердого тіла до рідкого (газового) середовища або навпаки.

Що являє собою тепловіддача? Теплообмін між рухомою рідиною або газом і поверхнею якого небудь тіла наз. ТЕПЛОВІДДАЧЕЮ.

Що являє собою коефіцієнт тепловіддачі? Коефіцієнт тепловіддачі – величина, яка характеризує інтенсивність тепловіддачі і рівна густині теплового потоку на поверхні розділу, віднесеного до температурного напору між середовищем і поверхнею.

Вкажіть одиниці вимірювання коефіцієнта тепловіддачі: Вт/(м²К).

Вкажіть основне рівняння тепловіддачі: .

Що являє собою вільна конвекція? Вільною називається конвекція, яка відбувається внаслідок різниці густин нагрітих і холодних частин рідини під впливом фізичного поля (гравітаційного, магнітного, електричного).

Що являє собою вимушена конвекція? Вимушеною конвекцією називається рух, що виникає під дією сторонніх збудників, наприклад насоса, вентилятора, вітру і інші.

Тепловий потік при тепловіддачі визначається за формулою: .

Закон Ньютона-Ріхмана визначається формулою: .

Конвекцією називається: Конвективний теплообмін – теплообмін, зумовлений перенесенням теплоти конвекцією і теплопровідністю.

Природна конвекція це: конвекція, яка відбувається внаслідок різниці густин нагрітих і холодних частин рідини під впливом фізичного поля (гравітаційного, магнітного, електричного).

Вимушена конвекція це: рух, що виникає під дією сторонніх збудників, наприклад насоса, вентилятора, вітру і інші.

Ламінарний рух це: рух теплоносія, при якому можливе існування стаціонарних траєкторій його частин.

Турбулентний рух це: рух теплоносія з хаотично змінними в часі траєкторіями частин, при якому в потоці виникають нерегулярні пульсації швидкості, тиску і інших параметрів, нерівномірно розподілених в потоці.

Критерій Рейнольдса характеризує: співвідношення сил енерції і молекулярного тертя .

Критерій Грасгофа характеризує: співвіднош. Підіймальної сили , яка виникає внаслідок різниці густини нагрітих і холодних частин рідини і сили молекулярного тертя.

Критерій Прандтля характеризує: фізичні властивості рідини або газу і їх вплив на конвективні явища .

Коефіцієнт тепловіддачі визначається за формулою: .

Число Нуссельта визначається за рівнянням подібності, яке в загальному має вигляд : Nu=cRe^mPrⁿGr^p(Prp/Prc)^0,25.

Критерій Рейнольда визначається за формулою: .

Критерій Прандтля визначається за формулою: .

За якою формулою визначається коефіцієнт об’ємного розширення газів? .

Вкажіть критеріальне рівняння для процесу, в якому відбувається вимушена конвекція. Nu=0,15Re^0,33Pr^0,43Gr^0,1(Prp/Prc)^0,25ε_l або Nu=0,021Re^0,8Pr^0,4(Prp/Prc)^0,25ε_l.

Визначити температуру поверхні труби для опалення гаражу, якщо необхідний тепловий потік 850 Вт, діаметр труби складає 36 мм, довжина труби 7 м. Коефіцієнт тепловіддачі від поверхні труби до повітря 18 Вт/(м²·К). Температура повітря 20 ^оС. Q=λπdl(tc-tp); tc=q/( λπdl)+tp=437,7(C).

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до оточуючого її повітря  = 12 Вт/(м·К), густина теплового потоку - 500 Вт/м².. Визначити температуру поверхні стінки, якщо температура повітря складає 20 ^оС. Q/λ+tp-tc=66.

Тепловіддача це є: Теплообмін між рухомою рідиною або газом і поверхнею якого небудь тіла .

При передачі теплоти конвективно перенесення теплоти відбувається за рахунок: мікрочастинок і макроскопічними об’ємами.

Теплота передається конвективно в;

Вкажіть критерії, які використовують при визначенні коефіцієнта тепловіддачі вільної конвекції за стаціонарних умов Gr, Pr.

Наведіть критерії, які використовуються при визначенні коефіцієнта тепловіддачі вимушеної конвекції Re, Pr.

Критерій Грасгофа визначається за формулою: .

В трубі квадратного перерізу, сторона якого 40 мм, рухається повітря з швидкістю 1 м/с при температурі 100 ⁰С. Визначити критерій Рейнольда. Кінематична в’язкість повітря при заданій температурі 23,1310^-6 м²/с. Re=ωl/ν=1729.

Визначити коефіцієнт тепловіддачі від стінки до оточуючого її повітря, якщо густина теплового потоку - 1800 Вт/м², температура повітря 18 ^оС, температура стінки 180 ^оС. α=q/(tc-tp)=11,11.

Знайти критерій Грасгофа для випадку вільної конвекції біля горизонтальної труби довжиною 5 м і діаметром 20 см, якщо температура поверхні труби 15 ⁰С. а температура оточуючого повітря 25 ⁰С. Кінематична в’язкість теплоносія 15,510^-6 м²/с. Gr=gd³del’ta(t)/(ν²Tp)=10957825.

Визначити коефіцієнт тепловіддачі від вертикальної труби висотою 3 м, коефіцієнт теплопровідності повітря дорівнює 0,0207 Вт/(мК), а критерій Нусельта складає 435. α=Nuλ/l=3,0015.

Обчислити температуру зовнішньої поверхні труби діаметром 20 см і довжиною 5 м, якщо тепловий потік дорівнює 20 кВт, а температура повітря в приміщенні складає 20 ⁰С. Коефіцієнт тепловіддачі від труби до повітря 8 Вт/(м²К). tc=Q/(αF)+tp=815,77.

Визначити коефіцієнт тепловіддачі від води до внутрішньої поверхні труби діаметром 17 мм, якщо коефіцієнт теплопровідності води дорівнює 0,659 Вт/(мК), а критерій Нусельта складає 72,5: α=Nuλ/l=2810,44.

Визначити коефіцієнт тепловіддачі при русі води в горизонтальній трубі діаметром d = 8 мм, якщо швидкість води в трубі w = 1 м/с, температура води t_р = 80 ⁰C, температура стінки труби t_с = 20 ⁰C. При t = 80 ⁰C: λ_в = 0,675 Вт/(мК), ν_в = 0,365·10^-6 м²/с, Pr_в = 2,21. При розв’язуванні задачі скористатись критеріальним рівнянням : α=Nuλ/d=352324,095.

Визначити коефіцієнт тепловіддачі α від стінки труби діаметром d = 60 мм до води швидкість якої w = 2 м/с, а її температура t_в = 40 ⁰C. Температура стінки t_с = 90 ⁰C. При температурі t_в = 40 ⁰C: λ_в = 0,630 Вт/(мК), ν_в = 0,659·10^-6 м²/с Pr_в = 4,31. При t_с = 90 ⁰C: Pr_с = 1,95. При розв’язанні задачі скористатися критеріальним рівнянням: Nu_p = 0.021Re^0.8·Pr_в^0.43(Pr_в /Pr_с)^0.25: α=Nuλ/d=8139,2.

За якою формулою визначається критерій, що встановлює режим руху рідини при вимушеній конвекції? Nu=cRe^mPrⁿ(Prn/Prc)^p.

За якою формулою визначається критерій, що характеризує режим руху рідини при вільній конвекції? Nu=c(PrGr)ⁿ(Prp/Prc)^p

Вкажіть диференціальне рівняння тепловіддачі. dQ=k_idel’ta(t_i)dF_i.

Визначити тепловий потік з поверхні вертикальної стінки розмірами 2х2 м, якщо критерій Нуссельта становить 200, а коефіцієнт теплопровідності повітря  = 0.012 Вт/(м·К). Температура повітря 22 ^оС, а температура стінки 92 ^оС. Q=αF(tc-tp); α=Nuλ/l; Q=336.

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до оточуючого її повітря  = 8 Вт/(м·К), температура стінки 200 ^оС, температура повітря 20 ^оС. Визначити густину теплового потоку. q=α(tc-tp)=1440.

Визначити коефіцієнт тепловіддачі від стінки до оточуючого її повітря, якщо густина теплового потоку - 1500 Вт/ м², температура повітря 20^оС, температура стінки 200 ^оС. α=q/(tc-tp)=8,33.

Визначити тепловий потік з поверхні вертикальної стінки розмірами 3х3 м, якщо критерій Нуссельта становить 120, а коефіцієнт теплопровідності повітря  = 0.015 Вт/(м·К). Температура повітря 21^оС, а температура стінки 120^оС. Q=αF(tc-tp); α=Nuλ/l; Q=534,6.

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до оточуючого її повітря =12 Вт/м²К, температура стінки 160^оС, температура повітря 22^оС. Визначити густину теплового потоку. q=α(tc-tp)=1656.

Визначити температуру поверхні труби для опалення гаражу, якщо необхідний тепловий потік складає 590 Вт, діаметр труби 42 мм, довжина труби 4 м. Коефіцієнт тепловіддачі від поверхні труби до повітря 16 Вт/(м²·К). Температура повітря 18 ^оС. tc=Q/(αF)+tp=87,87.

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до оточуючого її повітря  = 15 Вт/(м²·К), густина теплового потоку - 600 Вт/м² при температурі повітря 16 ^оС. Визначити температуру стінки. tc=q/α+tp=56(C).

Обігрівання приміщення відбувається горизонтальною трубою діаметром 25 см, в якій рухається вода з температурою 104 ⁰С, температура в приміщенні 22 ⁰С. Визначити необхідну довжину труби, якщо коефіцієнт тепловіддачі дорівнює 10,1 Вт/(м²К), а необхідний тепловий потік для обігріву складає 30 кВт. l=Q/(απd(tc-tp))=46,14.

Коефіцієнт тепловіддачі від горизонтально розміщеної труби 8,5 Вт/(м²К), температура поверхні труби 100 ⁰С, температура повітря в приміщенні 20 ⁰С. Обчислити тепловий потік, якщо довжина труби 20 м, а її діаметр 0,3 м. Q=αF(tc-tp)=12817,7(Bt).

Визначити довжину труби для опалення гаражу, якщо необхідний тепловий потік дорівнює 680 Вт, діаметр труби складає 40 мм, коефіцієнт тепловіддачі від поверхні труби до повітря 16 Вт/(м²·К). Температура на поверхні труби 90 ^оС, температура повітря 16 ^оС. l=Q/(απd(tc-tp))=4,57.

По трубопроводу з внутрішнім діаметром 70 мм рухається повітря при температурі 100 ⁰С. Визначити коефіцієнт тепловіддачі, якщо швидкість повітря в трубі 4,5 м/с. При заданій температурі коефіцієнт теплопровідності повітря  = 0,0321 Вт/(мК), а кінематична в’язкість  = 23,1310^-6 м²/с, критерій Прандтля Рr = 0,688.

При розв’язуванні задачі скористатись критеріальним рівнянням . α=Nuλ/d=16,64.

Визначити коефіцієнт тепловіддачі при вільній конвекції від вертикальної труби висотою h = 6 м до повітря. Температура труби t_с = 250 ⁰C, температура повітря t_п = 20 ⁰C. При температурі 20 ⁰C фізичні властивості повітря λ_п = 0,026 Вт/(м·К), Pr = 0,703, ν_п = 15,06·10^-6 м²/с. При розв’язуванні задачі скористатися критеріальним рівнянням: N_up = 0.15 (Gr /Pr)^0.33. Gr=gβdel’ta(t)h³/ν²; β=1/Tn; Nup=2986,7; α=Nuλ/h=12,94.

Визначити довжину труби для опалення гаражу, якщо необхідний тепловий потік дорівнює 860 Вт, діаметр труби складає 35 мм, коефіцієнт тепловіддачі від поверхні труби до повітря 18 Вт/(м²·К). Температура поверхні труби 80 ^оС, температура повітря 20 ^оС. l=Q/(απd(tc-tp))=7,24.