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.

Практическая работа №1. Теплопередача.

<в начало

Практическая работа 1

1. Трубчатый воздухоподогреватель должен работать при средней температуре воздуха N и скорости его движения U. Для исследования процесса течения создана модель в масштабе m, по которой движется жидкость с Tмод = 400С. Найти скорость Uмод движения жидкости в модели. Вариант взять из таблицы 2

Таблица 2 – Варианты заданий к задаче 1

Вариант

T, 0С

U, м/с

M

Среда

1

100

10

1/5

Вода

2

100

10

1/5

Трансформаторное
масло

3

100

10

1/5

Глицерин

4

100

10

1/5

Масло МК

5

400

15

5/1

Вода

6

400

15

5/1

Трансформаторное
масло

7

400

15

5/1

Глицерин

8

400

15

5/1

Масло МК

9

150

12

1/10

Вода

10

150

12

1/10

Трансформаторное
масло

11

150

12

1/10

Глицерин

12

150

12

1/10

Масло МК

13

250

8

20/1

Вода

14

250

8

20/1

Трансформаторное
масло

15

250

8

20/1

Глицерин

16

250

8

20/1

Масло МК

17

200

10

1/20

Вода

18

200

10

1/20

Трансформаторное
масло

19

200

10

1/20

Глицерин

20

200

10

1/20

Масло МК
 

 

2. Определить значения чисел Nu, Re, Eu, Pe для следующих условий: среда движется по трубе диаметром Dнар × tст и длиной lм, ее расход G кг/ч. На входе температура среды T′ж 0С, на выходе T′′ж 0С, средняя температура стенок трубы Tст 0С. Сопротивление движению среды Δp Па. В качестве среды принять воду и воздух. Определяющие параметры – средняя температура среды и внутренний диаметр трубы. Данные для решения задачи взять из таблицы 3.

Таблица 3 – Варианты заданий к задаче 2

Вариант

Dнар, мм

tст, мм

l, м

G, кг/ч

T′ж, 0С

T′′ж, 0С

Tст, 0С

Δp, Па

1

24

2

2

50

80

40

25

400

2

24

2

2

50

100

50

20

500

3

24

2

2

50

120

60

15

600

4

24

2

2

50

70

30

10

700

5

24

2

2

50

110

55

30

750

6

30

3

5

60

80

40

25

400

7

30

3

5

60

100

50

20

500

8

30

3

5

60

120

60

15

600

9

30

3

5

60

70

30

10

700

10

30

3

5

60

110

55

30

750

11

48

4

3

45

80

40

25

400

12

48

4

3

45

100

50

20

500

13

48

4

3

45

120

60

15

600

14

48

4

3

45

70

30

10

700

15

48

4

3

45

110

55

30

750

16

50

5

4

70

80

40

25

400

17

50

5

4

70

100

50

20

500

18

50

5

4

70

120

60

15

600

19

50

5

4

70

70

30

10

700

20

50

5

4

70

110

55

30

750
 

 

3. Газы при температуре Tж1 передают через стенку площадью F теплоту воде, имеющей температуру Tж2. Коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке α1 и от стенки к воде α2. Определить все термические сопротивления, коэффициент теплопередачи и тепловой поток, передаваемый от газа к воде для случаев:

а) стенка чистая толщиной δст из стали (чугуна, титана, алюминия);

б) стальная стенка покрыта со стороны воды слоем накипи толщиной δн и со стороны газов – слоем сажи, толщиной δс;

в) для случая (б) найти температуры всех слоев стенки расчетным способом и нарисовать температурный график.

Данные для решения взять из таблицы 4.

Таблица 4 – Варианты заданий к задаче 3

Вариант

Tж1, 0С

Tж2, 0С

F, м2

δст, мм

α1,
Вт/м2К

α2,
Вт/м2К

δн, мм

δс, мм

1

600

120

2

16

40

1400

7

2

2

500

130

3

18

50

1600

1

3

3

450

140

4

14

60

1500

2

1

4

400

120

3,5

12

70

2200

5

0,8

5

350

130

2,5

10

60

2400

3

1,2

6

300

140

5,5

22

90

1800

8

0,5

7

550

190

6

15

100

3500

2

2,5

8

520

150

7

12

110

4200

4

0,9

9

480

170

8

14

120

5000

5

1,2

10

330

160

5

16

130

4600

6

1,5

11

600

120

2

16

130

4600

6

1,5

12

500

130

3

18

120

5000

5

1,2

13

450

140

4

14

110

4200

4

0,9

14

400

120

3,5

12

100

3500

2

2,5

15

350

130

2,5

10

90

1800

8

0,5

16

300

140

5,5

22

80

2400

3

1,2

17

550

190

6

15

70

2200

5

0,8

18

520

150

7

12

60

1500

2

1

19

480

170

8

14

50

1600

1

3

20

330

160

5

16

40

1400

7

2
 

 

4. По стальному трубопроводу наружным диаметром dн и толщиной 25мм протекает газ со средней температурой Tж1 и коэффициентом теплоотдачи в трубе α1 = 35Вт/(м2К). Снаружи труба покрыта двумя слоями изоляции: слоем А толщиной δА (на поверхности трубы) и слоем Б толщиной δБ. На внешней поверхности изоляции температура Тиз. Определить потери теплоты трубопроводом длиной l и температуру на поверхности контакта между слоями изоляции. Данные для решения взять из таблицы 5.

Таблица 5 – Варианты заданий к задаче 4

Вариант

dн, мм

l, м

Tж1, 0С

δА, мм

δБ, мм

Tиз, 0С

Тип изоляции

1

1000

40

500

200

250

50

А – асбослюда
Б - бетон

2

1000

40

500

300

180

50

А – асбослюда
Б - бетон

3

1000

40

500

250

350

50

А – асбослюда
Б - бетон

4

1000

40

500

210

310

50

А – асбослюда
Б - бетон

5

1000

40

500

180

220

50

А – асбослюда
Б - бетон

6

1200

90

600

200

250

50

А – совелит
Б - асбест

7

1200

90

600

300

180

50

А – совелит
Б - асбест

8

1200

90

600

250

350

50

А – совелит
Б - асбест

9

1200

90

600

210

310

50

А – совелит
Б - асбест

10

1200

90

600

180

220

50

А – совелит
Б - асбест

11

1200

90

600

200

250

50

А – совелит
Б - асбест

12

1050

80

750

200

250

50

А –шлаковата
Б - асбест

13

1050

80

750

300

180

50

А –шлаковата
Б - асбест

14

1050

80

750

250

350

50

А –шлаковата
Б - асбест

15

1050

80

750

210

310

50

А –шлаковата
Б - асбест

16

1050

80

750

180

220

50

А –шлаковата
Б - асбест

17

720

70

700

200

250

50

А – совели
Б – мин. вата

18

720

70

700

300

180

50

А – совели
Б – мин. вата

19

720

70

700

250

350

50

А – совели
Б – мин. вата

20

720

70

700

210

310

50

А – совели
Б – мин. вата
 

5. Определить термическое сопротивление теплопроводности R и толщину плоской однослойной стенки δ, если при разности температур ее поверхности ΔT = T1 − T2 = 750С через нее проходит стационарный тепловой поток плотность. 3кВт/м2. Коэффициент теплопроводности стенки 2Вт/(м*К).

6. Плоская стенка состоит из трех слоев толщиной δ1=100мм, δ2=80мм и δ3=50мм, коэффициенты теплопроводности слоев, соответственно, равны 2ВТ/(М*К), 8ВТ/(м*К) и 10Вт/(м*К). Второй слой имеет температуры поверхностей T1−2 = 1200С, T2−3 = 450С. Определить температуры наружных поверхностей Tw1 и Tw1.

7. Стальной трубопровод диаметром d1/d2 = 150/160 мм с коэффициентом теплопроводности 50т/(м*К) покрыт изоляцией в два слоя одинаковой толщины 60мм. Температура внутренней поверхности трубы Tw1 = 2500С наружной поверхности Tw1 = 500С. Определить потери теплоты через изоляцию с 1м трубопровода и температуру на границе соприкосновения слоев изоляции, если первый слой изоляции, накладываемый на поверхность трубы, выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности 0,06Вт/(м*К), а второй слой – из материала с коэффициентом теплопроводности 0,12ВТ/(м*К).

8. По трубе диаметром d=60мм протекает воздух со скоростью 5м/с. Определить значение среднего коэффициента теплоотдачи, если средняя температура воздуха 1000С.

9. Через трубу диаметром 50 мм и длиной 3м со скоростью 0,8м/с протекает вода. Определить коэффициент теплоотдачи, если средняя температура воды 500С, а температура стенки 700С.

10. Электрический нагреватель, выполненный из трубы диаметром 15мм и длиной 1м, с удельным электрическим сопротивлением 0,2(Ом*мм2)/м, обдувается поперечным потоком воздуха со скоростью 1м/с и температурой 200С. Определить количество теплоты, передаваемое нагревателем воздуха в единицу времени, и допустимую величину тока в нем, если температура поверхности нагревателя не превышает 800С.

Автор страницы: admin