Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
60
Добавлен:
19.09.2019
Размер:
33.89 Кб
Скачать

Тема 1. Теплообмен при вынужденном обтекании плоской пластины.

Задача №1. Плоская горизонтальная крыша имеет зимой температуру 10 °С. Крыша квадратная и имеет площадь 16 м2 Определить конвективный тепловой поток от крыши к воздуху с температурой –10 °С при скорости ветра 0.2; 0.5; 1.0; 5.0; 10; 50 м/с. Принять Reкр = 3∙105.

Задача №2. Тонкая пластина омывается потоком воздуха со скоростью 2 м/c при температуре 50 °С. Определить в сечениях 0.3; 0.4; 0.5; 0.6; 0.7; 0.8; 0.9 м характер течения в пограничном слое и найти: а) толщины динамического пограничного слоя; б) локальные коэффициенты теплоотдачи для случая t= const.

Задача №3. Вдоль плоской стенки с обеих сторон движутся турбулентные потоки двух жидкостей. В процессе теплообмена с одной стороны коэффициент теплоотдачи равен 230, а с другой 400 Вт/(м2К). Во сколько раз увеличится коэффициент теплопередачи через стенку, разделяющую жидкости, если скорость первого потока возрастет в 2 раза, а второго - в 3 раза? Термическое сопротивление стенки не учитывать.

Задача №4. Тонкая константановая лента сечением 0,1 мм на 5 мм нагревается электрическим током силой I=20А. Электрическое сопротивление 1 м ленты составляет 1.0 Ом. Лента обтекается продольным потоком воды. Скорость и температура набегающего потока составляют соответственно 0.5 м/с и 10 оС. Определить температуру поверхности ленты на расстояниях 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200 мм от передней кромки.

Задача №5. Необходимо сконструировать самолетный маслоохладитель, используя в качестве охлаждающей поверхности поверхность обшивки крыла. Для расчета крыло можно заменить плоской пластиной, продольно обтекаемой потоком воздуха под давлением 0.7 бар, имеющим температуру (-5) оС и движущимся с постоянной скоростью (вне пограничного слоя) 60 м/с. Передняя кромка охладителя совпадает с передней кромкой крыла. Температура наружной поверхности маслоохладителя равна 55 оС. Какой тепловой поток может рассеять маслоохладитель, если площадь его поверхности теплообмена составляет 0,36 м2 (0,6 м на 0,6 м)? Выгодно ли изменить форму поверхности охладителя на прямоугольную с размерами 0,3 м в направлении обтекания и 1.2 м в перпендикулярном направлении?

Задача №6. Электрическая шина, изготовленная из стали (эл=0,13*10-6 Ом*м) c размерами l; b; δ = 5; 0.05; 0.001 м охлаждается продольным потоком воздуха с w=20м/c и t=20оС. По шине, вдоль ее длины, пропускается электрический ток I = 100А. Вычислить максимальную и среднюю по поверхности температуры, если:

а) шина обдувается вдоль ее ширины b;

б) шина обдувается вдоль ее длины l.

Тема 2. Расчет среднемассовой температуры и теплоотдачи при течении жидкости в трубах

Задача №1. Канал ядерного реактора имеет круглое поперечное сечение с внутренним диаметром 6 мм, его длина равна 3 м. По каналу движется вода с расходом 0,1 кг/с, давление составляет 10 МПа, температура на входе 100 °С. Определить температуру воды на выходе из канала, если плотность теплового потока на стенке изменяется по закону кВт/м2.

Построить график для значений A = 1; 1,5; 2; 2,5.

Задача №2. По каналу тепловыделяющего элемента ядерного реактора движется вода под давлением p = 8 МПа. Диаметр канала d = 8 мм и его длина l = 2,5 м. Расход воды G = 0,12 кг/c. Температура воды на входе в канал = 190 °С. Определить температуры воды и внутренней поверхности канала на выходе и, если приближенно принять плотность теплового потока постоянной по длине канала и равной qc = 620 кВт/м2. Учесть зависимость теплоемкости воды от температуры.

Задача №3. Двуокись углерода при давлении p = 10 МПа с расходом G = 0,02 кг/с и температурой =30 °C поступает в круглую трубку с диаметром d = 4 мм, где нагревается при постоянной плотности теплового потока на стенке qc = 8×105 Вт/м2. Найти распределение среднемассовой температуры жидкости по длине трубы. Расчет выполнить для относительных расстояний от входа в трубку x/d = 2, 4, 10, 20, 30, 40, 50, 60 и 75.

Задача №4. По кольцевому каналу, образованному трубами 10×1 мм и 16×1 мм, движется двуокись углерода при давлении 10 МПа с расходом 0,1; 0,15; 0,20; 0,25 кг/c. В обогреваемый участок канала длиной 0,5 мм двуокись углерода поступает при температуре 12 °С и нагревается при изменении плотности теплового потока по длине трубы по закону qc = 1,2×106 cos(x/l), где x отсчитывается от середины трубы. Обогревается только наружная (внутренняя) труба. Найти среднемассовую температуру СО2 в середине трубы (на выходе из трубы).

Задача №5. Определить температуру внутренней поверхности трубы с диаметром d = 20 мм на расстоянии x = 800 мм от входа, если в ней нагревается воздух при qc = 2,5 кВт/м2. Расход воздуха составляет Gв = 21,6 кг/час, а его температура на входе в трубку = 20 °С.

Задача №6. В экспериментальной установке для исследования теплоотдачи по трубке из нержавеющей стали с наружным диаметром d = 5 мм и толщиной Δ = 0,5 мм движется вода. Трубка обогревается пропускаемым через нее электрическим током, и вся теплота, выделяемая в стенке, отводится через внутреннюю поверхность к воде. Определить значение коэффициента теплоотдачи от внутренней поверхности трубки к воде αэксп, Вт/(м2 К), на расстоянии l = 600 мм от входа, если из опыта получены следующие данные: сила тока, проходящего по трубке, I = 400 А; расход воды G = 0,1 кг/с; давление, под которым находится вода, p = 16 МПа; температура воды на входе в трубку = 300 °С; температура внутренней поверхности трубки на расстоянии l = 600 мм от входа = 350 °C. При расчете принять удельное электрическое сопротивление стали постоянным и равным ρ = 0,85 Ом.мм2/м.

Соседние файлы в папке Практика