151601 (Технічна термодинаміка та теплові процеси технології будівельних матеріалів), страница 6

Відповідь: 1700 Вт/м

8. По трубі діаметром 0,25 м, довжиною 5 м рухається гаряче повітря (середня температура 150⁰С). Середня температура стінки труби складає 300⁰С, середня швидкість повітря - 15 м/с. Визначити коефіцієнт тепловіддачі конвенцією до повітря.

Відповідь: 34 Вт/м²*К

9. Визначити щільність теплового потоку випромінювання 1 м² обмурівки печі (температура 50⁰С). Ступінь чорноти цегляної кладки 0,93.

Відповідь: q = 581,5 Вт/м²

10. Визначити приведений коефіцієнт випромінювання, якщо площа поверхні матеріалу, який сприймає тепло, 0,6м², а площа поверхні, яка віддає тепло 2,8м². Ступінь чорноти поверхні матеріалу і футерівки 0,8.

Відповідь: 4,33 Вт/ (м²*К⁴)

11. Визначити коефіцієнт тепловіддачі випромінювання, якщо щільність теплового потоку, який передається випромінюванням від газу до 1м² стінки, 4000 Вт/м², а температури газів і стінки складають відповідно 850⁰С і 600⁰С.

Відповідь: 16 Вт/м²*К

12. Визначити сумарний коефіцієнт тепловіддачі та тепловий потік поверхні сталевого теплообмінника висотою 2,8м, діаметром 2м. Теплообмінник розташований у приміщенні з габаритами Н - 4м, L-15м, В - 5м. Температура стінки апарату Т₁ = 380К, температура повітря Т₂ = 300К.

Відповідь: L = 15.34 Вт/м²*К, Q = 29,3кВт.

13. В холодильнику необхідно понизити температуру від 90⁰С до 40⁰С. Кількість охолоджуючої рідини 10000кг/год при 3350 Дж/кг*к. Початкова температура охолоджуючої води 25⁰С. Коефіцієнт теплопередачі 290 Вт/м²*К. Визначити необхідну площу поверхні теплообміну та витрату води у прямому і протетичному режимах.

Відповідь: F₁ = 68,3м², F₂ = 52м², m = 40т/год

14. Визначити щільність теплового потоку, який втрачає обертова піч у навколишнє середовище, якщо: температура внутрішньої поверхні печі 1450⁰С, зовнішньої поверхні корпусу 100⁰С, товщина корпусу 20мм, теплопровідність сталі 46,52 Вт/ (м*К), товщина футерівки 200мм, теплопровідність хромомагнезиту 1,49 Вт/ (м*К), товщина гарнисажу 150мм, теплопровідність гарнисажу 1,453 Вт/ (м*К).

Відповідь: 5605 Вт/м²

15. Визначити тепловий потік випромінювання корпусом печі 5х185м у навколишнє середовище, якщо питома щільність теплового потоку 5,605 кВт/м².

Відповідь: Q = 16280 кВт

16. Визначити тепловіддачу неізольованої сталевої труби d_зов/d_вн 21/15 мм, якщо коефіцієнт тепловіддачі теплоносій - стінка труби... = 1168 Вт/м*К, стінка - повітря... = 1163 Вт/м*К, температура теплоносія 98⁰С, навколишнього повітря 18⁰С, теплопровідність стінки труби = 58,15 Вт/м*К.

Відповідь: q = 60,5 Вт/м

17. В холодильнику необхідно охолодити рідину масою 10000кг/год від температури 60⁰С до температури 30⁰С, питома теплоємність рідини 2680 Дж/кг*К. Тепло передається воді, яка підігрівається від 25⁰С до температури 32⁰С. Коефіцієнт тепловіддачі від рідини до води К = 240 Вт/м²*К. Визначити витрати води і площу поверхні нагріву за проти річною схемою.

Відповідь: m_H2O= 27400 кг/год, F = 69,3м²

18. Сталева труба діаметром 100мм з температурою стінок 127⁰С прокладена в цегляному каналі розміром 0,28х0,35м з температурою стінок 27⁰С. Визначити теплопередачу випромінювання з 1м труби за 1 год. Для сталі С₁ = 4,2Вт/м²*К⁴, для цегли каналу С₂ = 5,33Вт/м²*К⁴.

Відповідь: Q = 797,5 МДж

19. Визначити товщину теплової ізоляції, виконаної з: альфою, шлакової вати. Питома втрата теплоти523 Вт/м², температури поверхнею 700⁰С, 40⁰С, коефіцієнти теплопровідності альфою 0,0302+0,000085t, коефіцієнт теплопровідності шлаковати 0,058+0,000145t.

Відповідь: альфою - 77,8мм, шлаковати - 139мм

20. Для зменшення теплових втрат у навколишнє середовище необхідно ізолювати паропровід діаметром 44/50мм. Чи доцільно застосувати як ізоляцію азбест, якщо коефіцієнт тепловіддачі зовні ізоляції у навколишнє середовище 11,63 Вт/м*К?

Відповідь: так, доцільно

21. Визначити коефіцієнт тепловіддачі вертикальної стінки висотою 2м до повітря, якщо середня температура стінки 120⁰С, а температура повітря на відстані від стінки 20⁰С.

Відповідь: L = 6,82 Вт/м²*К

22. Визначити теплові втрати від стінки розміром а=1м, в=2м, встановленої більшим розміром під кутом 60⁰ до вертикалі, якщо температура поверхні тепловіддачі 80⁰С, а температура повітря 10⁰С.

Відповідь: Q = 1073Вт

23. Визначити еквівалентний коефіцієнт теплопровідності та питомий тепловий потік крізь повітряний прошарок товщиною 30мм, якщо температура гарячої і холодної поверхонь стінок, між якими міститься повітря, дорівнює 150⁰С і 50⁰С.

Відповідь: q = 342 Вт/м²

24. Температура повітря, яке виходить із камери сушіння складає 60⁰С, а температура мокрого термометра 50⁰С. Визначити відносну вологість, волого вміст, тепловміст повітря після камери.

Відповідь: = 60%, d = 8421кг, I = 280,8 кДж/кг сухого повітря

25. Визначити тепловий потік від зовнішніх поверхонь парових корпусів касетної установки ТВО, якщо: температура поверхні 80⁰С, температура повітря в приміщенні 20⁰С. Зовнішня поверхня сталева, відносна поглинаюча здатність її 0,93. Коефіцієнт теплообміну розрахувати за формулою:

Відповідь: q = 867 кВт/м²

26. Визначити коефіцієнт випромінювання, якщо щільність теплового потоку від газу до 1м² стінки дорівнює q = 4000 Вт/м², а температура газів і стінки складають відповідно 850⁰С, 600⁰С.

Відповідь: 1,02 Вт/м²К

27. Визначити густину води, якщо вона перебуває в стані кипіння при температурі 250⁰С.

Відповідь: 20кг/м³

28. Водяна пара перебуває під тиском 1000кПа і температурі 220⁰С. Визначити стан пари, її питомий об’єм, ентальпію.

Відповідь: пара перегріта, V = 0,217м³/кг, і = 2875 кДж/кг

29. Стан пари 800 кПа, х = 0,94. Визначити питомий об’єм пари, температуру насичення, ентальпію.

Відповідь: V = 0,226м³/кг,t = 170,4⁰С, і = 2645,1 кДж/кг

30. Визначити стан водяної пари з температурою 140⁰С і питомим об’ємом V = 0,4м³/кг.

Відповідь: пара волога, насичена, х=0,785

31. Визначити стан водяної пари, її питомий об’єм, ентальпію, густину, якщо тиск її 1500 кПа, температура 200⁰С.

Відповідь: пара перегріта, V = 0,1324м³/кг,

і = 2796 кДж/кг, =7,55 кг/м³

32. Визначити ступінь перегріву пари з тиском 500кПа, температурою 180⁰С.

Відповідь: 28, 20С

33. Визначити за допомогою діаграми стан і параметри водяної пари при температурі 90⁰С і тиску 30 кПа.

Відповідь: пара перегріта, і = 2680 кДж/кг, S = 7,89 кДж/кг*К

34. Водяна пара масою 1 кг під тиском 1МПа при температурі 200⁰С нагрівається за сталим тиском до температури 300⁰С. Визначити кількість витраченої теплоти та роботу розширення пари.

Відповідь: q = 223 кДж/кг, l = 52 кДж/кг

35. Визначити параметри сухої насиченої пари при температурі 150⁰С.

Відповідь: р=0,476 МПа, і=2750 кДж/кг, S=6,8 кДж/кг*К

36. Водяна пара нагрівається ізобарно до 350⁰С від вихідного стану 400 кПа і температури 250⁰С. Як змінюються параметри пари?

Відповідь: і = 200 кДж/кг, = 0,4 кДж/кг*К

37. Визначити ступінь сухості та температуру водяної пари після адіабатного розширення від стану сухої насиченої пари при температурі 150⁰С до тиску 200 кПа.

Відповідь: t = 120⁰С, х = 0,946

38. Тиск пари в котлі складає 1,6 МПа. Визначити її температуру.

Відповідь: 200⁰С

39. Тиск пари 0,4 МПа, ступінь сухості х = 0,9. Визначити ентальпію 1 кг пари.

Відповідь: 2520 кДж/кг

40. Тиск насиченої пари 1 МПа, х = 0,9. Визначити значення t, і, S.

Відповідь: t = 178⁰С, і = 748 кДж/кг, S =6,18 кДж/кг*К

41. Ентальпія вологої пари при р = 1,4 МПа дорівнює і = 2706,7 кДж/кг. Як зміниться ступінь сухості, якщо до пари підвести q = 37,7 кДж тепла при p = const?

Відповідь: від х = 0,96 до х = 0,98

42. Для отримання 1 кг вологої пари при р = 1,6 МПа витрачено 2702,55 кДж тепла. Визначити ступінь сухості пари, її питомий об’єм, густину.

Відповідь: х = 0,955, = 8,3 кг/м³. V = 0,122 м³/кг

43. Визначити об’єм перегрітої пари при р = 1,2 МПа і t = 300⁰С.

Відповідь: 0, 2088 м³/кг

44. За умов попереднього прикладу визначити витрати тепла для отримання 1 кг пари із води, взятої при 0⁰С (визначити ентальпію перегрітої пари).

Відповідь: 3040 кДж/кг

45. У змішувальну камеру надходять два потоки повітря: перший - витрати m₁ = 0,4 кг/с, t₁ = 40⁰С, = 45%, другий - m₂ = 0,6 кг/с, t₂ = 60⁰С, = 30%. Визначити параметри суміші з використанням діаграми.

Відповідь: t = 52⁰С, = 37%, d = 32,4 г/кг

46. Повітря надходить в калорифер при температурі 20⁰С та відносній вологості 60%, де підігрівається до температури 150⁰С. Відносна вологість гріючого агента сушіння на виході із сушарки 80%, волого вміст 33,8 г/кг сухого повітря. Визначити витрати повітря на випаровування 1 кг вологи та витрати тепла з використанням діаграми.

Відповідь: l = 24,64 кг/кг вол., q = 3469 кДж/кг вол

47. Атмосферне повітря при температурі 25⁰С та відносній вологості 70% підігрівається в калорифері до 100⁰С, надходить в камеру сушіння, з якої виходить при температурі 40⁰С. Визначити кінцевий волого вміст, витрати повітря та тепла на 1 кг випареної вологи за допомогою діаграми.

Відповідь: d = 38 г/кг с. пов, l = 42 кг/кг вол, q = 3374 кДж/кг вол

48. У трьох посудинах різної ємності міститься вода із різною температурою: 2 л - 60⁰С, 6 л - 30⁰С, 7 л - 40⁰С. Яку температуру набуде вода, якщо злити її в одну посудину?

Відповідь: 38,6⁰С

49. У трьох посудинах різної ємності міститься розчин NaCl із різною температурою: 6 л - t = 30⁰С, C = 3.35 кДж/кг*К...25% NaCl; 3 л - t = 80⁰С, C = 3.77 кДж/кг*К...12,5% NaCl; 11 л - t = 60⁰С, C = 3.98 кДж/кг*К...6,25% NaCl. Яку температуру набуде розчин, якщо всю рідину злити в одну ємність?

Відповідь: 55,8⁰С