Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г., страница 2

. Стенка неэкранированной топочной камеры парового котла выполнена нз слоя пеношамота толщиной 6,=125 мм н слоя крас. ного кн ппча толщиной 6,=500 мм. Слон платно прилегают друг к другу. емпература на внутренней поверхности топочной камеры "'", '.Т.""' ' ' 1((=1!00'С, а па наружной /„=50'С (рис. 1-4). Коэффициент теплопроводности пеношамата Х =0,28+0,000231, красно о 1(=0,7 Вт/(и С).

г кирпича Вычислить тепловые потери через 1 мз стенки топочной камеры и температуру а плоскости соприкосновения слоев. Ответ Тепловые потери О= 1090 Вт/м'. Темвература а плоскостн со. прикосновения слоев 1(з 828' С. 1-11. Толщину слов красного кирпича в стенке товочпов камеры, рассмотренной в задаче 1.1О, решено уменьшить в 2 раза, а между слоями поместить слой засыпки из днатомитовой крошки (рис. !.5), коэффициент теплопроволностн которой Каную нужно сделать толщину диатомитовой засыпки, чтобы при тех же температурах на внешних поверхностях стенки, что и в задаче 1-10, потерн теплоты оставались неизменнымн? Ответ Толнгииа диатомитовой засыпки должна быть 6=94 мм.

Решение Так как тепловые потери 4.=1090 Вт/м' должны оставаться не. нзмспными, то температуру в плоскости соприкосновения днатоми. тоаой засыпки н красного кирпича найдем по уравнению бз 0,25 (сз = 1с( + д = 50 + 1090 = 439 С й 0,7 Среднее значение коэффициента теплопроводности диатомнтавой.асыпки найдстсв из уравнения Хор = и+ О =0,113+0,00023 ~ — ~ = /сз+ /сз ' /828 + 439) 2 4 '! 2 = 0,259 Вт/(и 'С), Тогда толщина засыпки будет равна: Ыаас 828 — 439 6 = — Хор= 0,259=0,0938 м; 6 = 94 мм.

! 090 ! -12. Стены сушильной камеры выполнены нз слоя красного кирпича толщиной 6,=250 мм н слоя строительного войлока. Температура на внешней поверхности кирпичного слоя 1((= 110' С и на внешней поверхности войлочного слоя г((=25' С. Коэффициент теплоправодности красного кирпича а( = =0,7 Вт/(м-'С) и строительного войлока Хз 0,0465 Вт/(и 'С). Вычислить температуру в плоскости соприкосновения слоев и толщину войлочного слоя при условии, что тепловые потери через ! м' стенки камеры не превышают О=!!О Вт/мз. Ответ Температура в плоскости соприкосновения слоев (аз 70,7' С. Толщина войлочного слоя ба як 19 мм. 1-13. В приборе для определения коэффициента теплопроводности материалов между горячей н холодной поверхностями располо.

жси образец из испытуемого материала (рис. 1-6). 'С Ф Слой сами мм(х Егг=«С С х»>= о'=/с е«> л; .'.:... 'с з„=тасс л о, о= Рис. 1.6. К задаче 1-!3. Рис. 1-8. К задаче 1.16. Рис. 1-7. К задаче 1-15. (О Образец представляет собой диск диаметром ь>.=- !20 мм и тол. шиной 6=20 мм. Температура горячей поверхности !«> =-180' С, холодыой г,з= = 30' С. Тепловой поток через об>разсц после устши>влсиия стацно. парного процесса /7=50,6 Вт. Благодаря защитным нагревателям радиальиыс патаки теплоты атсутству>от. Вследствие плохой пригонки между холодной и горячей поверх.

настями и образном образовались воздуцшые зазоры толщиной 6,=- =0,1 мм Вычислить атиаситсльиую ошибку в определении коэффи. циеита теплопроводиости Ьх, если при обработке резулшатов изме- реиий ис учитывать образовавшихся зазоров. Коэффициент тепло. праводиости воздуха в зазорах отвести к температурам соответствующих поверхностеН /«> и !«з.

Ответ Относительная ошибка н определении л состав>зт Лх ж2!з/з. 1-14. Вычислить потери теплоты через единицу поверхности кирпичиой обмуровки парового котла в зоне размещения водяного эка. иомайзера и температуры на поверхностях стенки, если толщина степки о=-250 мм, температура газов !»>=700'С и вг>здуха в кате.>ьной !»з.-«30'С. К»эф(>ицяспт тсплоотдачи от газов к поверхности стенки а,=-23 Вт/(мз С) и от стенки к воздуху и,=12 Вт/(мзХ Х'С), Коэффицисит теплопроводиости степки 6=0,7 Вт/(м'С). Ответ Потери теплоты а -1385 Вт/м'. Температура иа наверх»ос>ях стоики г«>=-640'С и /«з — — 145,5'С 1-15.

Вычислить тепловой поток через 1 мз чистой поверхности нагрева парового котла и темиергыуры иа поверх»остях стоики, сели зад»им следующие вслвчпны; температура дымовых газов г„;>= .---1000'С, кипящей воды г, »=200«С; казффпцисигы тсплоотдв ш ат газов к стенке ц,= !00 Вт/(мз 'С) и от стсики к кипящей воде и,= =.5000 Вт/(ма 'С). Коэффшгисит теплапрападиасти материала стоики =-50 Вт/(м "С) и толщина степки 6 —. !2 мм. Ответ 4 =- 76 500 Вт/и', Температуры иа поверхностях стенки г«>=235'С и г«>=2!5'С (рис.

1-7). 1-16. Решить задачу 1-!5 ври условии, что в процессе эксплуа>ации иоверхиость >царева парового котла со стороны дымовых га- зоа покрылась слоем сажа толщиной 6,— --1 мм [х»=008 Вт/(м'С)) и со стороны воды слоем накипи толщиной 6,=2 мм (Л»= =0,8 Вт/(и СП. Вычислить плотность теплового потока через 1 м' загрязненной иаверхиоств нагрева и температуры иа поверхностях соответствую. щих слоев г и /»>, /«з и !„ (рис. 1-8).

Сравнить результаты расчета с ответом задачи 1-15 и опрглелить уменьшение тепловой нагрузки. Ответ Плотность теплового потока д=З! 500 Вт/и'. Температуры иа поверхностях слоев: !,> 685'С, !«*=291'С, г«э=283 С, г««=206«С. Уменьшение тепловой нагрузки поверхности нагрева в резуль. тате загрязнения 64=58,9%. 1-17..Определить тепловой поток через ! м' кирпичной стены помещения толщвпой в два кирпича (6=5!О мм) с коэффициентом теплопроводиости к=0,8 Вт/(м 'С).

Температура воздуха внутри помещения !„>- !8' С; коэффициент тсплоотдачи к внутренней поверхности степки и,= 7 5 Вт/(м"С); температура иаружиога аоздуха г„>= †'С; коэффициент теплоотдачи от иаружиой поверхности стены, обдуваемой ветром, ц>=20 Вт/(м' 'С). Вычислить также температуры иа поверхностях стены г«> и ! з Ответ Плотность теплового патака д- 58,6 Вт/м'.

Температуры иа поверхностях стены /«>= !0,2' С и г«э= †,!' С. 1-18. Решить задачу 1.!7, если стена покрыта снаружи слоем тепловой изоляции толщиной 50 мм с коэффициентом теплопроводности й»з= 0,08 Вт/(и 'С). Сравнить потеря теплоты через изолированную и иеизолированпую степки. Ответ > з Потери теплоты через изолированную стенку 4=33,2 Вт/м, Температуры иа поверхностях степы: /,>=13,6'С и !«з= — 2, ' , = — 28,3' С. Потери теплоты через иеизолированиую стенку иа 76,57» больше, чем через нточированиую 11 1-19.

Вычислить плотность теплового потока д, Вт/мз, в пластин. чатам воздухоподогреватсле и значения температур на поверхностях листал, если известно, что срсдплл температура газов 1сш =3!5' С и среднял температура воздуха 1 м =- !35' С, соответственно коэффициенты тсплоотдачн а~=23 Вт/(мз *С) и аз=30 Вт/(м' 'С). Толщина листов подогревателя б 2 мм. Коэффициент теплопроводиости материала лисгоп Л=-50 ВтДм "С). Ответ д = 2200 Вт/мз; !с!=208 5вС' /сэ =-208 4 С' 208' С. 1-20.

Об бмуровка печи выполнена из слал шамотпого кл пнча с коэффициентам т~ плопроподпостп Л=.084(!+0,695 !О з!) Втгр(м "С); толщина обчуронки 6=250 мм. ности, Вт и', ~ Определить потери теплоты с одного квадратного м ра . стра поверху, т/и, и температуры на внешних поверхностях стены, земпе ат а газ р ур ов в печи !за !200 С и воздуха в помещении 1 л= 'тены, если .=ЗО'С, коэффициент тсплоотдачн от газов к стенке а,=30 Вт/(и'х Х С) и от обмуровки к окружающему воздуху а =10 В /( ' 'С). Ответ 9 = 3530 Вт/чэ, Решение При заданной зависимости коэффицне!ттв-теплапрапогшостп шаматного кирин ш от температуры потери теплоты ма;кпа шшпслить нз ураппспнл и= 6 (/сг 1сз) =.

6 пли методом последовательных вриближеннй. Ниже приводится решение методом последовательных приблнжсяий. Задаемся средней температурой стенки !,=ОХИ С, При этой пе ат е к р ур оэффпцнент теплопроводности шаматного кирпича равен ).,г — -0,84(1+0695 10-'650) =1,!2 Вт/(м'С), Определяем козффнцьчпт теплопередачн ! 1 !г = = =- 2,8! Вт/(мэ С) и плотность теплового потока д =- й(!шт — /,г, ) = 2,8!(1200 — ЗО) = 3290 Вт/мз. Прн полу~синай плотности теплового потока нычпсллсм температуры на поверхностях стенки: ! 3290 !сг =-!жг — д =- 1200 — =- !091 С' ах 30 ! 3290. 'с. = !жз+ Ч вЂ” =- ЗО+ — = — '659* С.

а, !О О р деляем среднюю температуру стенки и уточняем значенн коэффициента теплопроводности: 1 о = 0 *5 (! 091 + 359) = 725' С: Лср = 0 84(1+ 0 695 1Π— з 725) 1,265 Вт/(м 'С); ! й = == 3,02 Вт/(мэ 'С). ! 025 1 30 1,265 10 При этом плотность теплового потока д = 3,02 (1200 — 30) = 3530 Вт/мэ. При новом значении плотности теплового потока вычисляем температуры 1;, и 1,ы ! 1ш =- !200 — 3530 — = 1082' С; 30 — 30+ 3530 — = 383 С ! !О Определяем средние значения температуры стенки и коэффнци.