Сборник задач и примеров расчёта по теплопередаче М.М. Михалова (1013671), страница 13
Текст из файла (страница 13)
я вертикальной трубы с внешним диаметром д=-250 мм, если температура внешней поверхности трубы ! =!85'С, а температура окружающего воздуха 1у=15" С при барометрическом' давлении В =-760 мм рг. ст. Ответ: а=7,5 вт1я' ° град, 4*=1030 вт)м. Задача № 3 — 18. Определить для условий предыдущей задачи тепловые потери с 1 пот. я трубы того же диаметра, установленной горизонтально.
Сравнить полученные результаты. О т в е т: 4 ч =930 втуя. Задача № 3 — 19. Как изменятся значения критериев Нуссельта в задачах 3 — 15 н 3 — !6, если температура поверхности трубы уменьшится до !„=.85'С? О т в е т: для вертикальной трубы уменьшится в 1,07 раза, для горисонтальной трубы не изменится. Задача № 3 — 20. 1'оризонтальная труба с внешним диаметром И=-50 яя и длиной 5=2 я охлаждается при свободной конвекции воздуха, температура которого 0=20'С. Определить количество отведенного тепла, если температура внешней поверхности трубы г„,=!00'.
Ответ: Я=214 вг. Задача № 3 — 21. Горизонтальная плоская плита длиной 1=0,7 я со средней температурой 1,„.=50" охлаждается вследствие естественной конвекции атмосферного воздуха с температурой 1?=10'С и давлением Р= 10,! и!ся'. Определить величину удельного теплового потока для двух случаев: !) плита обращена охлаждаемой поверхностью вверх; 2) плита обращена охлаждаемой поверхностью вниз. Ответ: 1) 4.=286 вг)я', 2) д= — 154 вг)м'. Задача № 3 — 22. Определить величину удельного теплового потока ~г значение эквивалентного коэффициента теплопроводности для воздушной прослойки толщиной 5=20 мя, при давлении Р = 1Он/ся', если температура ее внутренней поверхности В = 160' С, а температура внешней поверхности 1г=40' С.
Влиянием теплового излучения в расчете пренебречь. О т в е т: 4=466 вт!яз; Л,.ф =0,0778 вг!.и ° град. Задача № 3 — 23. Определить значение эквивалентного коэффициента теплопроводности и величину удельного теплового потока для условий прсдыдушей задачи, если толщина слоя увеличится вдвое. Ответ: Л.,в =-0,13 вт7м град; ц=391 вт)лР. Задача № 3 — 24. Плоская стенка изолирована от тепловых потерь слоем стеклянной ваты толщиной 5=20 мм. Температура внутренней поверхности изоляции 1, =80', внешней поверхности 1, =20'.
Какова должна быть толщина слоя, если в качестве изоляции использовать слой воздуха с давлением Р=10 н)см', при условии, что теплоизоляционныс свойства системы останутся без изменения? Расчет сделать для двух случаев: с учетом и без учета в.зияния свободной конвекци~и воздуха. В ~расчете учесть зависимость теплопроводности стеклянной ваты от температуры и не учитывать влияния теплового излучения. О т в е т: Ь~ =65 мя, бз= 11,2 мм.
Задача № 3 — 25. Определить эквивалентный коэффициент теплопроводности водяной прослойки и величину проходяще~о через нее удельного теплового потока, если температура внутренней поверхности 1,л = 60"С, наружной 1, = 20 С, толщина прослойки л = 12 мм. Ответ: Л„, =-0,486 вт)м град, д = 1620 вт)м'. 66 Задача № 3 — 26. Вода со скорсстью 1г'=О,! м/сек подается по горизонтальной керамической трубке с внутренним диаметром д=4,5 мм, толщиной стенки 5=2 мм и длиной а=140 мм.
Определить величину теплового потока, среднее значение коэффициента теплоотдачи от воды к трубке и температуру внешней поверхности трубки, если средняя температура воды 1!=90' С, температура внутренней поверхности трубки Гчч =60' С. толщина стенки 5=3 мм, коэффициент теплопроводности материала трубки г,=0,58 вг/л~ град. Ответ: а=-443 вт1мг град, г, = 25,7'С.
Задача № 3 — 27. Как изменится среднее значение коэффициента теплоотдачч для условий предыдущей задачи, если скорость движения воды увеличится в 1,5 раза, а длина трубы увеличится вдвое? Ответ: а=506 вт!лгг ° град. Задача № 3 — 28. В сотовом радиаторе авиационного типа для охлаждения масла используется атмосферный воздух. Поверхность охлаждения с =- 4 лгг, температура масла на входе в радиатор Г' =- 100", на выходе 1„" = 60'С, коэффициент теплоотдачи от масла к поверхности а, =-209 ет!мг град. Определить необходимую скорость воздуха в трубках радиатора диаметром д = 5 ллм, если количество отводимого тепла Я =- 23,3 10' ет.
Расчет сделать для высоты гл' =- 6000 м, температуру воздуха на входе в радиатор считать на 15' выше температуры атмосферного воздуха на заданной высоте. Параметры атмосферного воздуха на высоте Н =- 6000 м принять равными Г„=- — 24'С, Рн =- 4,56 н~см'-'. Ответ: 1г' = 36 м1се к. Задача № 3 — 29. Определить, какое количество тепла с 1 лгг поверхности в секунду передается воде, охлаждающей загцитную оболочку тепловыделяюшего элемента атомного реактора, если вода протекает по каналу кольцевого сечения шириной 5=3 мм со средней скоростью Ф'=1О м1сек. Средняя температура охлаждающей воды Гл=50'С, средняя температура поверхности тспловыделяющего элемента 1„=80' С.
О т в е т: а= 1400 кег1)м'. Задача № 3 — 30. Как нужно изменить скорость охлаждающей воды для условий предыдущеп задачи, если количество снимаемого тепла должно быть увеличено в 1,3 раза? Ответ: !г'"=- 13,9 лц'сек. Задача № 3 — 31. Цилиндрические тепловыделяющие элементы ядерного реактора, расположенные в коридорном порядке, охлаждаются продольным потоком воды со средней температурой гг=60'С. Определить значения коэффициентов теплоотдачи для следующих значений скорости движения воды в межтрубном пространстве йг=5; !О; 15 лл/сек.
Внешний диаметр охлаждаемых элементов а'=-10 мм, расстояния между ними по горизонтали й~ = 16 мм, по вертикали аз=14 мм, средняя температура внешней поверхности трубок !,, = 90' С. Ответ: а = 24,9 ° 10' 43,3 ° 10' 60,0 ° 1О' ет!мг ° град. Задача № 3 — 32. В трубчатом теплообменном аппарате газотурбинной установки отведенное количество тепла равно Я = 1,06 10' вт. Определить величину поверхности теплообмена, если по трубкам протекает гелий со скоростью 1г"=20 я~ген.
Внешняя поверхность трубок омывается водоя со средней температурой гб =--50' С. Средняя температура гелия Гг, =300'С, давление Р=147 н1сллг, внутренний диаметр трубок А=10мм, внешний диаметр дз=12 лгм, коэффициент теплопроводности материала зрубок Х=-З!,5 вт!ль оград. В расчете принять коэффициент теплоотдачи от воды к трубкам а =2,32 А !04 вт)ль' оград. О т в е т: г = 754,5 м'. Задача № 3 — 33. Как изменится необходимая величина поверхности теплосбмена для условий предыдущей задачи, если давление гелия уве- личится до 294 н)с.ьь'? О т в е т: Уменьшится в 1,72 раза.
Задача № 3 — 34. Определить общую поверхность нагрева сотово- го радиатора, по трубкам которого протекает вода со средне1ь темпе- ратурой 11, = 80"С. Трубки радиатора внешним диаметром д = 5 мм омываются поперечным потоком воздуха при средней скорости его дви- жения в межтрубном пространстве Ю' == 60 ьь)сек и средней температу- ре 15= 40 С. Коэффициент теплоотдачи от воды к трубкам радиатора а, = = 1160 втйиэ град. Количество тепла, передаяно воде, со та ваяет Я =-5,8 10' вть'ч. О т в е т: с = 4,7 м'. Задача № 3 — 35.
Определить значение критерия 1хгл для воздуха и количество тепла, переданное воде, если в условиях предыдущей задачи скорость воздуха, обдувающего трубки радиатора, увеличится, а темпе- ратура воды в трубках радиатора уменьшится до 70' С. Расчет сделать для следующих значений скорости воздуха: )ьи=70 м)свк; 80 .ч1свк; 90,ьь)свк. От в е т: 1) )?е. =206.104; д=1410 вт)н'! 2) )?ил=236.104; и= 1530 вт)мз: 3) )сгь=-2,65.10л; д=,1640 вт)льг. Задача № 3 — 36. Определить необходимое значение критерия )св для воздуха, обдувающего трубки водо-воздупьного радиатора, и сред- нюю температуру теплоотдающей поверхности 1„„ если заданы сле- дующие величины: удельный тепловоз поток д = 2,32 10' вт'и'-', сред- няя температура и скоро. ть движения воды в трубках 15 = 80"С )Р— 2 м сек; средняя температура воздуха в межтрубном пространстве ~5 = 20'С; внутренний диаметр и толщиьш стенок трубок г) = 5 мм, 3 = 0,5 льм, материал трубок — латуяь.
Ответ: )се = 2,34 10'. Задача № 3 — 37. Как изменится величина удельного теплового по- тока для условий предыдущей задачи, если скорость обдува увеличится в двэ раза, а давление обдувающеьо воздуха — в три раза. Ответ: а =6,67 104 вт)м' Задача № 3 — 38. Определить среднее значение коэффициента тепло- отдачи для процесса охлаждения канала атомного реактора жидким нат- рием, если средняя температура натрия 1,=-600' С, средняя скорость его движения Ю'=-1.5 м,'сгк. диаметр'канала Н=8 мм. В расчете загрязнение поверхности не у1итывать.
О т в е т: а = '1,5 ° 1Ол вт)м' град, Задача № 3 — 39. Вычислить коэффициент теплоотдачи для условий предььдушей зада ш, если скорость движения натрия увеличится до )9'=3,15 4,5: 10 лдсек. Ответ; а =5,! ° 1О', 5,6 ° 10', 7,15 10л вг)м' град. Задача № 3 — 40. Цилиндркческий канал атомного реактора охлаж- дается жидким сплавом натрия с калием. Определить среднее значение коэффициента теплоотдачп а, если диаметр канала д=12 мль, скорость движения сплава И"=8 м,'сгк, средняя температура сплава 1?=400'С. Состав сплава по весу: ьйа — 22%, К вЂ” 78Р)р. Расчет сделать для чистой, полностью смачивасмой поверхности и для загрязненной поверхности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
