Контрольная работа. Задача 1. Плоская стальная стенка толщиной d1 (l1 = 40 Вт/м К) с одной стороны омывается газами; при этом коэффициент теплоотдачи равен a1

Задача 1. Плоская стальная стенка толщиной d₁ (l₁ = 40 Вт/м К) с одной стороны омывается газами; при этом коэффициент теплоотдачи равен a₁. С другой стороны стенка изолирована от окружающего воздуха плотно прилегающей к ней пластиной толщиной d₂

(l₂ = 0 ,15 Вт/м К). Коэффициент теплоотдачи от пластины к воздуху равен a₂.Определить тепловой поток q, Вт/м² и температуры t₁, t₂ и t₃ поверхностей стенок, если температура продуктов сгорания равна t_г, а воздуха – t_в. Данные для решения задачи выбрать из табл.1.

Таблица 1.

Задача 2. Воздух течет внутри трубы, имея среднюю температуру t_в, давление 1 МПа и скорость w. Определить коэффициент теплоотдачи a₁ от трубы к воздуху, а также удельный тепловой поток, отнесенный к 1 м длины трубы, если внутренний диаметр трубы d₁. толщина ее d и теплопроводность l = 20 Вт/мК. Снаружи труба омывается горячими газами. Температура и коэффициент теплоотдачи горячих газов, омывающих трубу, соответственно равны t_г и a₂. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.2.

Таблица 2.

Задача 3. Определить потери теплоты в единицу времени с 1 м длины горизонтально расположенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если температура стенки трубы t_c, температура воздуха в помещении и ее стен t_в, а диаметр трубы d. Степень черноты трубы e = 0,9. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.3.

Указание: для определения коэффициента теплоотдачи воспользоваться таблицей приложения.

Таблица 3.

Задача 4. Определить удельный лучистый тепловой поток q (Вт/м2) между двумя параллельно расположенными плоскими стенками, имеющими температуру t₁ и t₂ и степени черноты e₁ и e_2, если между ними нет экрана. Определить q при наличии экрана со степенью черноты e_э обоих сторон. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.4.

Таблица 4.

Задача 5. По горизонтально расположенной трубе (l = 0,5 Вт/мК) со скоростью w течет вода, имеющая температуру t_в. Снаружи труба охлаждается окружающим воздухом, температура которого t_воз, давление 0,1 мПа. Определить коэффициенты теплоотдачи a₁ и a₂ соответственно от воды к стенке трубы и от стенки трубы к воздуху; коэффициент теплопередачи и тепловой поток q , отнесенный к 1 м длины трубы, если внутренний диаметр трубы d₁, толщина ее d. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.5.

Таблица 5.

Указание. Задача решается методом последовательных приближений. Для определения коэффициентов теплоотдачи в первом приближении температуру внутренней поверхности трубы принять равной температуре воды, а наружной поверхности равной температуре воздуха. После определения коэффициентов теплоотдачи температура уточняется и расчет производится снова и снова до тех пор, пока температуры в итерациях не будут совпадать с точностью до 1 ^оС.

Задача 6. Определить поверхность нагрева рекуперативного газо-воздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход нагреваемого воздуха при нормальных условиях равен Vн, средний коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху К, начальные и конечные температуры продуктов сгорания и воздуха соответственно t₁, t₁ ,t₂ ,t₂ . Данные для решения задачи выбрать из табл.6.

Изобразить графики изменения температур теплоносителей для обоих случаев.

Таблица 6.

Приложение.

Таблица П-1