Критична густина теплового потоку

1,36510⁶ Вт/(м²К).

8.3. Задачі для самостійного розв’язання

Задача № 1. У теплообміннику шаховий пучок труб обтікається гарячою водою зі швидкістю у вузькому перетині w=(0,5+0,03N)м/с і t_р=(70+N)^оC. Пучок складається з 10 рядів труб діаметром d_н=0,01N м і довжиною l=(2+0,1N) м. Поперечний крок s₁=2,5d_н, повздовжній s₂=1,5d_н. Визначити, яку кількість теплоти віддає вода, якщо температура стінки труби t_c=60^оС.

Задача № 2. По горизонтально розташованій трубі _ст=20Вт/(мК) зі швидкістю w=(1+0,02N) м/с тече вода з температурою t_р1=(130+2N)^оC. Зовні труба охолоджується повітрям з температурою t_р2=(20+N)^оC. Визначити кількість теплоти, що передається від води до повітря, якщо поверхня труби F=(2+0,1N)м². Внутрішній діаметр труби d₁=150 мм, зовнішній d₂=170 мм. Прийняти температуру стінки труби рівною температурі води.

Задача № 3. Розрахувати кількість теплоти, що передається через ребристу трубу з круглими ребрами діаметром D=3d м, діаметр труби d_н=0,01N м, товщина стінки труби _т=2 мм, довжиною l=5 м. Ребра на трубі розташовані з кроком b=3 мм, товщиною _р=2 мм. Теплота передається від гарячої води з температурою t_р=(100+2N)^оС до повітря з температурою t_п=N^оС. Відношення ₀/₁=0,7+0,005N. Труба обдувається повітрям зі швидкістю w=(10+0,2N) м/с. Коефіцієнт тепловіддачі від рідини до внутрішньої поверхні гладкої труби ₁=2500 Вт/(м²К). Труба і ребра сталеві з коефіцієнтом теплопровідності =50 Вт/(кгК).

Задача № 4. Пароводяний теплообмінник виконаний з n=5N шт. вертикально розташованих труб d=16 мм і висотою Н=1+0,1N м. Труби зсередини охолоджуються водою із середньою температурою стінки труби t_с=(100+N)^оС. Суха насичена пара конденсується на зовнішній поверхні труб. Визначити теплопродуктивність теплообмінника, якщо температура пари t_н=(120+N)^оС.

Задача № 5. У трубі з внутрішнім діаметром d=0,01N м рухається кипляча вода зі швидкістю w=(1+0,1N) м/с при атмосферному тиску. Температура стінки труби t_с=130^оС. Визначити коефіцієнт тепловіддачі від стінки труби до води. Теплове навантаження q=50 Вт/м².

Задача № 6. Температура на поверхнях стінок щілини товщиною =3Nмм складає t_с1=10N^оС; t_с2=N^оС, передача теплоти здійснюється через повітряний простір. Розрахувати кількість теплоти, що передається через щілину, якщо поверхня теплообміну складає F=N м².

Задача № 7. Визначити, яку кількість теплоти віддають 5 плит розміром 200300 мм, якщо плити гарячої поверхнею повернені нагору, температура стінки складає t_с=(50+2N)^оС. Теплота віддається навколишньому повітрю з температурою t_п=N^оС. Як зміниться кількість теплоти, якщо поверхня плит буде повернена вниз?

Задача № 8. У вертикальному кожухотрубному конденсаторі конденсується суха насичена водяна пара. Температура насичення t_н=(100+5N)^оС, температура поверхні стінки t_с=(t_н-5N)^оС. Визначити кількість сконденсованої пари, якщо поверхня нагрівання конденсатору F=(50+3N) м².

Задача № 9. У горизонтальному кожухотрубному апараті на зовнішній поверхні труб конденсується суха насичена пара аміаку при тиску насичення Р_н=(0,1516+0,05N) МПа. Температура зовнішньої поверхні стінки менше температури насичення на 10^оС. Зовнішній діаметр труб d_з=(20+2N) мм. Визначити теплопродуктивність апарата та витрату води на охолодження, якщо зміна її температури складає Δt=10+N^оC.

Задача №10. У горизонтальному кожухотрубному випарнику теплової машини поверхнею F= (5+N) м² кипить насичена рідина фреону-22 при Р=(0,201+0,05N) МПа. Температура стінки труби на 10^оС більше температури насичення. Зовнішній діаметр труб d_з=(20+N) мм. Визначити кількість випареної пари фреону.

Задача № 11. У вертикальному випарнику необхідно підтримувати густину теплового потоку q=(10+N) кВт/м², а температуру внутрішньої поверхні стінки t_с=-20^оС. Аміак кипить всередині вертикальних труб d_вн=(20+N) мм. Визначити температуру насичення холодильного агенту.

Задача № 12. В ребристому кожухотрубному випарнику кипить вода при температурі насичення t_н=(120+2N)^оС. Температура стінки на 15^оС температури насичення. Визначити коефіцієнт тепловіддачі та густину теплового потоку.

Задача № 13. У вертикальному кожухотрубному теплообмінному апараті на зовнішній поверхні труб конденсується водяна пара. Висота труб h=(2+0,1N) м, діаметр труб d=33 мм. Тиск насичення водяної пари Р_н=(0,5+0,1∙N) МПа. Температура поверхні стінки на 12^оС менше температури насичення. Визначити кількість сконденсованої пари на трубі.