Внимание! Размещенный на сайте материал имеет информационно - познавательный характер, может быть полезен студентам и учащимся при самостоятельном выполнении работ и не является конечным информационным продуктом, предоставляемым на проверку.

Тепломассообмен

<в начало

Раздел 1

Раздел 2

Раздел 3

Раздел 4

Раздел 5

1. Определить площадь поверхности нагрева и число секций водоводяного теплообменника типа «труба в трубе» (рис. 1). Грею­щая вода движется по внутренней стальной трубе [λс] диаметром d2/d1 и имеет температуру на входе t'ж1. Расход греющей воды G1.

Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от t'ж2 до t''ж2. Внут­ренний диаметр внешней трубы D1. Расход нагреваемой воды G2. Длина одной секции теплообменника L.    

Потерями тепла через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь.

Перейти>>

2. Наружная стена здания состоит из слоев материала М1 (коэффициент теплопроводности λ1, толщина  δ1) и материала М3 (коэффициент теплопроводности λ3, толщина  δ3) между которыми  расположен утепляющий слой У (коэффициент теплопроводности λу). Коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности αв=8,7 Вт/м²°С, температура внутреннего воздуха tв=20°С, температура наружного воздуха tн.

Вычислить:

1. Толщину утепляющего слоя при заданном значении сопротивлениятепломередаче стены R0.

2. Теплопотери с 1м² стенки и температуру поверхностей слоев.

3. Построить температурное поле в координатах t-δ и t-R

Перейти >>

3. Вычислить теплопотери 1 с 1 м трубопровода диаметром d2xS (s=d2-d1) и теплопроодностью λ с покрытого слоем изоляции толщиной δ с теплопроводностью λи, если внутри трубы протекает вода с средней температурой tж1, а температура окружающего воздуха tж2 = 20°С. Коэффициент теплоотдачи от воды к стене α1, а от трубы к окружающему воздуху α2= 20 Вт/м²К. Определить также температуры и градиенты температуры на поверхности слоев.

Построить температурное поле в координатах t-r, t-R.

Перейти >>

Определить диаметр изоляции трубы  по которой со скоростью Vж=1,5 м/с транспортируется теплоноситель с температурой tж. Труба проложена на открытом воздухе. Скорость воздуха V. Температура воздуха tв. Теплопроводность стенки трубы принять λс=70 Вт/(мК).

Диамтр изоляции определить по заданному линейному потоку теплоты ql при постояной теплопроводности изоляции, вычисленной по температуре tж/2

Перейти>>

Плоская стальная стенка парового котла толщиной δс, мм участвует в процессе теплопроводности при передаче тепла от дымовых газов с температурой t1, °С к горячей воде с температурой t2, °C, стенка покрыта слоем накипи δн, мм. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1, (Вт/м²К), от стенки с накипью к воде α2,  (Вт/м²К), коэффициенты теплопроводности: стали λс=40(Вт/м*К), накипи λн(Вт/м*К). Определить коэффициент теплоотдачи от газов к воде, удельный тепловой поток, температуру стенки со стороны газов, температуру на границе между сталью и накипью, температуру накипи со стороны воды.

Составить тепловую схему замещения, решить задачу для температуры в °С.

Перейти>>

Для уменьшения тепловых потерь кирпичной стеной толщиной δс,мм жилого здания и повышения температуры внутренней поверхности кирпичной стены во избежание сырости в помещении применена изоляция слоем пробки толщиной δп, мм, температура воздуха внутри помещения t1, °C, температура наружного воздуха для зимних условий t2, °С, коэффициенты теплопроводности λпробки=0,035 (Вт/м*К), λкирпича=0,93(Вт/м*К), коэффициенты теплоотдачи со стороны помещения α1, (Вт/м²К), с наружной стороны  α2,  (Вт/м²К). Определить температуру кирпичной стены со стороны помещения в двух случаях: если пробковый слой разместить внутри помещения и снаружи. Сделать вывод о целесообразности размещения пробковой изоляции либо внутри помещения, либо снаружи.

Составить тепловую схему замещения, решить задачу для температуры в °С

Перейти>>

 

Стена камеры холодильника, выполненная из слоя кирпича, толщиной δ2 и слоя изоляции толщиной δ3, с двух сторон покрыта слоем штукатурки толщиной δ1 = δ4 = 20 мм. Температура наружного воздуха tв1, в камере tв2. Коэффициент теплоотдачи от наружного воздуха и поверхности стены α1. От внутренней поверхности стены к воздуху в камере α2. Определить общее и частные термические сопротивления, коэффициент теплопередачи, плотность теплового потока и количество теплоты, проходящее через стенку высотой h = 4 м и длиной L = 8 м в течение суток. Определить также температуры поверхностей всех слоев и построить график распределения температур по толщине стенки.

         Значение коэффициента теплопроводности λ материалов стенки приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Значение коэффициента теплопроводности λ материалов стенки [Вт/(мК)]

Таблица с вариантами

Перейти>>

Внутри стального трубопровода, наружный диаметр которого dнар, а толщина стенки δст, движется жидкость (хладоноситель) с температурой tж1. Трубопровод покрыт изоляцией толщиной δиз. Снаружи находится воздух, температура которого tж2. Коэффициент теплоотдачи: от воздуха к поверхности изоляции α2, от внутренней поверхности трубопровода к хладоносителю α1.

Определить: линейный коэффициент теплопередачи; плотность теплового потока от воздуха к хладоносителю, отнесенную к 1 м длины трубопровода и к 1 м2 наружной поверхностях изоляции; температуру на наружной и внутренней поверхностей изоляции. Вычислить теплоприток от воздуха к хладоносителю за время t, если длина трубопровода L.

Коэффициенты теплопроводности стали λст = 45 Вт/(м К), изоляции λиз. Изобразить распределение температуры в трубопроводе (без масштаба).

Таблица с вариантами

Перейти>>

Внутри стальной трубы, наружный диаметр которой dнар и толщина стенки δст, движется трансформаторное масло с температурой tж1. Труба расположена в помещении с температурой tж2. Коэффициент теплоотдачи от масла к внутренней поверхности трубы α1, от поверхности трубы к воздуху α2. Для снижения тепловых потерь трубу покрывают слоем бетона δб.

Определить линейную плотность теплового потока через трубу без бетона и при его наличии. Найти максимальное значение коэффициента теплопроводности такой изоляции, накладываемой на трубу, чтобы при любой ее толщине теплопотери были меньше, чем для неизолированной трубы.

Коэффициент теплопроводности: стали λст = 45 Вт/(м∙К), бетона λб = 1,3 Вт/(м∙К). Значение коэффициента теплоотдачи α1 считать постоянным.

Таблица с вариантами

Перейти>>

Стальную пластину (λст = 12 Вт/(м К), аст = 3∙10–6 м2/с, ρ = 7850 кг/м3) толщиной δ с начальной температурой tнач опускают в ванну с жидким азотом, имеющим постоянную температуру tж = –196 °С. Коэффициент теплоотдачи от пластины к азоту α = 200 Вт/(м2 К).

Считая, что температура пластины изменяется только по толщине, определить температуру поверхности пластины tпов и ее центральной плоскости tц через время t после начала охлаждения. Найти количество теплоты, которая передаст пластина азоту за это время при массе пластины 1000 кг.

Таблица с вариантами

Перейти>>

Определить длину lн.г начального участка гидравлической стабилизации и длину lн.т начального участка тепловой стабилизации при ламинарном течении среды в трубе с внутренним диаметром dвн в условиях постоянной по длине температуры стенки, если средняя массовая температура воды tж, скорость ω. Вычислить коэффициент теплоотдачи на основном участке трубы и определить длину lн.т начального участка тепловой стабилизации для средней теплоотдачи.

Таблица – Исходные данные

Вариант

dвн, мм

tж, °C

ω, м/с

Среда

6

14

100

3

Воздух

 

Перейти>>

Стальной трубопровод с внутренним диаметром d1 и наружным d2 и коэффициентом теплопроводности λ = 50 Вт/(м·К) покрыт слоем тепловой изоляции. Температура стенки внутри трубы t1, а температура наружной поверхности слоя изоляции t3. Определить необходимую толщину слоя изоляции из материала, указанного в табл. 2.1, при условии, что потери тепла с 1 погонного метра трубы не должны превышать величины ql. Определить также температуру t2 на поверхности трубы, соприкасающейся с тепловой изоляцией. Какой толщины следовало бы взять слой изоляции, если бы при тех же условиях нужно было изолировать плоскую стенку шириной 1 м? Исходные данные принимать по табл. 2.1. Теплофизические характеристики тепловой изоляции принимать по табл. 5 приложений задачника [7].

Таблица – Исходные данные

Вариант

d1, мм

d2, мм

Материал

t1, °C

t3, °C

ql, Вт/м

6

100

110

асбест

200

35

1300

 

Перейти>>

По трубе с внутренним диаметром d = 50 мм течет вода со средней скоростью ω. Средняя температура воды tж, температура стенки трубы tст постоянна. Определить среднее значение коэффициента теплоотдачи и количество передаваемого в единицу времени тепла (линейную плотность теплового потока, Вт/м), если относительная длина трубы l/d =100.

Таблица – Исходные данные

Вариант

ω, м/с

tж, ˚C

tст, ˚C

6

1,2

30

60

 

Перейти>>

Плоская стальная стенка толщиной δ1 = 10 мм омывается с одной стороны газами с температурой tж1 = 310 ºС, а с другой изолирована от окружающего воздуха, имеющего температуру tж2 = 10 ºС, плотно прилегающей к ней пластиной толщиной δ2 = 15 мм. Определить плотность теплового потока и температуры поверхностей стенок, если известно, что коэффициент теплопроводности стали λ1 = 40 Вт/(м·К), а материала изоляционной пластины λ2 = 0,15 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1 = 25 Вт/(м²·К), а от пластины к воздуху α2 = 10 Вт/(м²·К).

Исходные данные:

Вариант

d1, мм

tж1, ˚C

tж2, ˚C

δ2 ,

мм

λ1,

Вт/(м·К)

λ1,

Вт/(м·К)

α1,

Вт/(м2·К)

α2, Вт/(м2·К)

6

10

310

10

15

40

0,15

25

10

 

Перейти>>

 

КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ ПРОТИВОТОЧНОГО ВОДО-ВОДЯНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА ТИПА «ТРУБА В ТРУБЕ».

Общий шифр варианта задания имеет вид: ТМ-ТГ-ТН-ТС. Буквы означают следующее: ТМ – тепловая мощность теплообменника (табл. 1.2), ТГ – температура греющей воды (табл. 1.3), ТН – температура нагреваемой воды (табл. 1.4), ТС – коэффициент теплопроводности стенки трубы (табл. 1.5).

Таблица 1.2. Тепловая мощность теплообменника Q, МВт

ТМ

ТМ1

ТМ2

ТМ3

ТМ4

ТМ5

ТМ6

ТМ7

ТМ8

ТМ9

ТМ10

Q, МВт

0,5

0,75

1,0

1,25

1,5

1,75

2,0

2,25

2,5

3,0

 

Таблица 1.3. Температура греющей воды

ТГ

ТГ1

ТГ2

ТГ3

ТГ4

ТГ5

t`1, °С

95

110

120

130

150

 

Таблица 1.4. Температура нагреваемой воды

ТН

ТН1

ТН2

ТН3

ТН4

ТН5

ТН6

t`2, °С

5

10

5

10

5

10

t``2, °С

60

60

65

65

70

70

 

Таблица 1.5. Коэффициент теплопроводности стенки lс, Вт/(м°С)

ТС

ТС1

ТС2

ТС3

ТС4

ТС5

ТС6

ТС7

lс

15

20

30

40

50

60

70

 

Перейти>>

Вычислить плотность теплового потока через плоскую однородную стенку, толщина которой значительно меньше ширины и высоты, если стенка выполнена: а) из стали [λ=40 Вт/(м·ºС)]; б) из бетона [λ=1,1 Вт/(м·ºС)]; в) из диатомитового кирпича [λ=0,11 Вт/(м·ºС)].

Во всех случаях толщина стенки δ=50 мм. Температуры на поверхностях стенки поддерживаются постоянными: tc1=100 ºC и tc2=90 ºC.

Определить коэффициент теплопроводности материала стенки, если при толщине  l=40 мм и разности температур на поверхностях Δt=20 ºC плотность теплового потока q=145 Вт/м².

Плоскую поверхность необходимо изолировать так, чтобы потери тепла не превышали 450 Вт/м². Температура поверхности под изоляцией tc1=450 ºC, температура внешней поверхности изоляции tc2=50 ºC.

Определить толщину изоляции из совелита, для которого

λ=0,09+0,0000874t (Вт/м*К)

 

Автор страницы: admin