Файл: Марков, В. С. Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.11.2024

Просмотров: 38

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

мость коэффициента теплопроводности для шамота имеет вид Х„, == 1,163т 1,163-10 3 -£ш. Ответ: 4652 вт\м*.

246.Решить задачу № 243 при условии, что внутренняя по­ верхность стенки котла покрыта слоем накипи толщиной 8Н= 2 мм. Определить температуру внутренней поверхности стенки котла. Ответ: Д £ ss 54° и 7ст2 = 244°С.

247.Плоская стальная стенка толщиной о, = 25 мм изрлиро-

.вана

для уменьшения тепловых потерь слоем асбеста S2 =

І00 мм

и слоем совелита 83 = 100 мм. Определить толщину

слоя

изоля­

ции

из стеклянной ваты вместо асбеста и совелита

при условии,

что теплоизоляционные свойства системы останутся без измене­ ния. Ответ: 8 = 70 мм.

248.Труба с диаметрами d{\d2 = 36|42 мм имеет на внешней поверхности температуру 500°С, а на внутренней — 300°С. Опре­ делить количество тепла, отнесенное к 1 пог. м длины трубы, передаваемое через ее стенку., если коэффициент теплопровод­ ности Х=16 кк-ал\(м-час ■град). Ответ: q,— 132000 іасал\(х\от. м-час).

249.Решить задачу № 248, допустив упрощение при опреде­ лении количества тепла,. передаваемого через стенку трубы. Выявить погрешность по сравнению с результатом решения задачи № 248. Ответ: q ,— 130800 ккал\{тіот. м-час).

-250.

Латунная трубка с диаметрами d2\dx= 22| 18 мм и длиной

I = 1,4

ж омывается снаружи конденсирующимся паром, а

внутри —охлаждающей водой. Определить температуру

наруж­

ной поверхности трубки, если через

стенку

ее

передается

111,65 кет тепла и температура внутренней поверхности

равна

30°С. Ответ: 7ст,=к60°С.

 

 

 

 

251.

Для условий задачи № 250 определить тепловые нагрузки,

отнесенные к 1 пог..« длины трубы, к 1

-к2 наружной

поверхно­

сти и

к 1 ж2 внутренней поверхности

трубки.

Ответ: q ,=

=79,3 Kö/«|(nor. ж), q — 1149 квт\м2 и q} = 1407 квт\м-.

252.Стальной паропровод с наружным диаметром г/2=160ліж

ивнутренним rfi — 148 мм имеет , на поверхностях следующие температуры: , =' 220°С и 4тг = 200°С. Определить тепловой

поток

через

стенку, отнесенный

к 1

пог.

м.

Ответ:

ql —

= 74,8 кбот|(пог. ж).

 

 

 

 

 

 

 

 

253.

Определить

потерю

тепла

паропроводом,

отнесенную

к 1 пог.

я

длины,

для условий

задачи

252,

если

труба

имеет

два

слоя изоляции:

внутренний — из

магнезии

[Хм =

= 0,06

ккал\{м-час-град)] толщиной

30

мм

и

внешний — из

асбеста толщиной 30 мм., температура на внешней

поверхности

изоляции

40°С. Определить также

температуру на

поверхности

соприкосновения слоев изоляции. О т вет := 146 ккал\(пог. м-час),

і„ г = 96°С.

254.Для условий задачи № 253 определить потерю тепла паропроводом по приближенной формуле. Вычислить допущен­

37


ную при этом погрешность. Ответ: </f — 146 ккал\(пог. м-час),

ДЯі = о.

255.Паропровод, имеющий наружный диаметр 170 мм и

внутренний — 160 мм

[X, = 50 ккал](м-час-град)], покрыт

двух­

слойной изоляцией.

-Толщина первого слоя — 30 мм

[Х2 =.

= 0,15 ккал\(м ■час град)] и второго — 50 мм [Х3 = 0,08 ккал\{м • час град)]. Определить тепловую потерю, приходящуюся на 1 пог. м трубы, и температуры на поверхностях раздела отдельных слоев, если температура внутренней поверхности паропровода равна 300°С, а внешней поверхности изоляции tcri —50°С. Ответ: q, —

=240 ккал/(поѵ. м-час); £ст2 = 300°С, іст8 = 223°С.

256.Решить задачу № 255, используя приближенную формулу.

Ответ: qt = 242,8 л?кя.я|(пог. м-час).

257.

Плоская стенка

состоит из стального листа толщиной

5 мм,

листового

асбеста

толщиной 30 мм, шамотного кирпича

толщиной 250 мм

и котельного

шлака толщиной 25 мм. Опре­

делить температуры на

границах

слоев и потерю тепла через

1 м- стенки в течение часа, если температура на наружной

поверхности

шлака

tCTі =

900°С, а стального

листа

4 т5 = 50°С.

Ответ:

<7=1137

ккал'(м1-час), t„ , =

736,3°С,

^ст а = 391,8°С,

tCT<= 50,7°C.

 

'

диаметр

d2 — 120

мм,

а

258. Чугунная

труба

(наружный

внутренний

d\ =

100 мм)

имеет на поверхностях температуры:

110°С и

90 С.

Определить тепловую

потерю,

отнесенную

к

1 пог.

м

трубы,

и относительную

погрешность

при

выяв­

лении потери по формулам для плоской стенки. Ответ: q,=

—43,4 квт\(иоѵ. м), Д

0,3% ■

259. По стальному паропроводу (наружный диаметр d2—180мм,

а внутренний dt — 160

мм) длиной 10 м движется насыщенный

пар при давлении р, а6с = 9,8 бар. Определить температуру на наружной поверхности изоляции из асбеста толщиной 50 мм, если потеря тепла паропроводом составляет 2,3 кет. Ответ: t= 40°С.

260. По стальной трубе с наружным диаметром, равным 100 мм, движется нар, имеющий температуру £, = 300:С. Определить толщину слоя изоляции из ньювеля, если температура на наруж­ ной поверхности не должна превышать 60°С, а коэффициент тепло­ отдачи от наружной поверхности изоляции к воздуху составляет

11,9 вт\(м*-град).

Ответ: Ь= 44 мм.

/

/

Г л а в а ХШ

 

КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН

261. Определить потерю тепла с Г пог. м стального паропро­ вода, охлаждаемого свободным потоком воздуха. Наружный диа­ метр паропровода равен 0,2 м, температура его поверхности 7„ 1= 310°С, температура' воздуха в помещении t„ -= 50°С. При решении излучение тепла поверхностью трубы не учитывать.

38


Принять для сухого воздуха коэффициент объемного расшире­ ния равным 8 = 1|Т. Ответ: q{= 1,27 кв/и|(пог. м).

262. Во сколько раз уменьшатся потери тепла паропроводом

для условий

задачи № 261, если температура поверхности трубы

будет равна 1ТѲСС? Ответ: уменьшатся в 6 раз.

263.

По прямой трубе, имеющей внутренний диаметр сІ=20мм,

длиной

0,6 л

протекает вода при

средней температуре t„ — 20°С.

Определить

коэффициент теплоотдачи от стенки, имеющей

£ст = 30°С, к

воде, если скорость

воды да —0,1 м,сек. Ответ:

о. = 530 вт\(м2град).

условии, что средняя темпе­

264.

Решить задачу № 263 при

ратура

воды

ta = 10°С. Ответ: а. = 527 вт\(м2-град).

265 Решить задачу № 263 при условии, что труба, имеет внутренний диаметр ,d = 10 мм. Ответ: а — 639,6 вт!{м2-град).

266.Решить задачу № 263 при условии, что скорость воды равна'1 м\сек. Ответ: а = 4408 вт\(мг-град).

267.Решить задачу № 263 при условии, что поток воды заме­ нен потоком воздуха. Ответ: а = 3,26 вт\(м2-град).

268.Паровой водоподогреватель выполнен из стальных тру­ бок с внешним диаметром 24 мм и внутренним 20 мм. Снаружи трубок конденсируется пар, а внутри трубок движется вода,

нагреваемая от 40°С до 90СС. Определить коэффициент тепло­ отдачи от стенок труб к воде, если = 120°С, а скорость воды составляет 1,5 м\сек. Определить также среднюю температуру воды. Ответ: а = 7950 ккал\(м2час• град), tm— 69ÜC.

• 269. Решить задачу № 268 при условии, что скорость воды равна 0,8 м\сек. Результат сопоставить с ответом задачи № 266.

Ответ: а = 4820 ккал\(м2-час-град), tm= 69" С.

270. Определить коэффициент

теплоотдачи от воздуха

при

/;абс = 0,98 бар и 300 С к стенкам

канала прямоугольного

 

сече­

ния 400 X 800 мм, длиной 10 м, при расходе воздуха О = 4,8

кг\сеп.

Ответ: а = 3’4,9 вт\{м2■град).

 

 

 

271.Как изменится коэффициент теплоотдачи для условий задачи. №270, если расход составит (7 = 0,16 кг\сек и tn 200°С?

Ответ: а — 2,2 вт\(м2-град).

272.Определить коэффициент теплоотдачи от воды, движу­

щейся в трубе диаметром 50 мм со скоростью 1 м/сек, к стенке, если средняя температура воды tu = 70Х, температура стенки трубы tCT= 40°С и труба свернута в змеевик, радиус которого

R = 400 мм. Ответ: а 4500 >;>;ал/(м2 ■час ■град).

273. Дымовые газы, имеющие среднюю температуру t„ ~ 600 С, движутся вдоль пучка труб, омывая их снаружи. Трубы с наруж­

ным

диаметром

83

мм расположены в шахматном порядке

с расстояниями

между

осями: s, = 160

мм и s2 =

Н О . О п р е ­

делить коэффициент

теплоотдачи от газов к стенкам труб,

если

длина каждой

трубы 2,6 м,

скорость,

газов — 5

м\сек

 

і

 

 

 

. 3

9


и

средняя температура_стенок труб 7СТ= 200°С, Ответ: а =

=

9,45 ккал\{м2-час-град).

‘274. Судовой огнетрубный котел имеет пароперегреватель, рас­ положенный в дымогарных трубках (рис. 16) с внутренним диамет­ ром d = 68 лиг. Наружный диаметр трубок пароперегревателя 24 мм, а внутренний—20 мм. Средняя скорость газов в трубках w = 6 м\сек при средней температуре tn = 500°С. Определить коэффициент теплоотдачи от~газов к трубкам пароперегревателя, имеющим длину /п = 1,9 м и tCT= 250°С. Ответ: а = 6,1 ккал\(м2-тс-град).

Рис. 16

275. Пучок труб диаметром 80 мм омывается снаружи водой, движущейся вдоль пучка. Расстояние между осями труб при шахматном их расположении: s, = 160 мм и s2 = 200 мм. Опре­ делить коэффициент теплоотдачи от воды, имеющей среднюю температуру t„ — 80°С, к поверхностям труб, если скорость воды w — 2 м\сек, длина труб 2,4 м и температура стенок труб tCT= 20°С.

Ответ: а = 4,І8 квт\(м2■град).

276. Трубка диаметром 18 мм омывается поперечным пото­ ком воды. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки

трубы к воде и

количество тепла, передаваемого 1

nor. лі трубы,

если средняя температура воды tn ~ 30°С,

средняя

температура

стенки трубы tCT= 50°С, скорость воды zu=

0,2 м/сек и угол атаки

9 = 60°. Ответ:

3030 ß/n|(nor. м), а =

2650 вт/(м?• град).

277.

Решить задачу № 276 при условии, что водяной

поток

заменен

воздушным потоком. Ответ: <х=

9,3 вт\(мг-град),

а ,—

=-10,4 в/п|(пог. м).

278.Определить коэффициенттеплоотдачи для пучка труб диаметром 76 мм в двух случаях: а) при коридорном располо­ жении труб и б) при шахматном расположении труб, если пучок

труб обдувается поперечным потоком воздуха со скоростью в узком сечении w = 8 м\сек при средней температуре ^П= 400°С и число труб в пучке по направлению потока равно 7. Ответ:

а) а = 44,86 ккал\(м2-час-град); б) а = 48,3 ккал\(м2-час-град).

279. Решить задачу № 278 при условии, что скорость воз­ духа равна 5 м\сек. Ответ:а) а = 33,1 ккал\(м2-час-град); б) а = = 36,5. шал\(м2-час-град).

40