Сборник задач и примеров расчёта по теплопередаче М.М. Михалова (1013671), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Ответ: Ло„=0,0358 вт)м ° град. Задача № 1-21. Определить величину термического сопротивления и значение эквивалентного коэффициента теплопроводности для условий предыдущей задачи, если воздушные зазоры будут устранены: Ответ: '~'-- == 0,163 мо градлвт; Лмм =- 0,116 вт)м.град. 14 Задача № 1 -22. Плоская стенка, изготовленная из стали-20 толщиной о, =- 3 лм, изолирована трехслойной тепловой изоляцией, состоящей из слоя листового асбеста толщиной ев =- 1О мм, слоя стеклянной ваты толщиной ох = 12 мм и слоя пробковой плиты толщиной 64 — — 20 лл. Средняя температура внутренней поверхности стальной стенки 1,=200 С, средняя температура внешней поверхности пробковой плиты г',= — 15"С.
Определить величину удельного теплового потока, термическое сопротивление изолированной степки и построить для нее кривую распреде. ления температур. В расчете учесть зависимость теплопроводности стеклянной ваты от температуры. О т в е т: ~чр ~= — 0,736 мв. град/вт. д =- 250 вт!л'. Задача № 1 — 23. В установке для исследования тсплопроводности твердых материалов, принципиальная схема которой представлена на рис.
1 — 6, опытный образец, выполненный в виде плоской плиты, с тановлен между двумя металлическими пластинами с длиной и шп- 1 ллееал имллчи е ййраееи Леглаллииеелие пдаепикя улелеронведевгмелв Рис. ! — 6 Схема рабочего участка для исследоваиия ~еялояроводиости твердых материалов риной, равными образцу. Тепловой поток создается электронагревателем. Температура поверхности первой металлической пластины со стороны электронагревателя 1„ =-1,50ч С, температура внешней поверхности второй металлической пластины 1м =-50 С.
Толщины пластины о,=од=2 мм, толщина образца ел=10 мм, длина 220мм, ширина 220мм Вычислить коэффициент теплопроводности материала образца, если мощность электронагревателя 0,512 квтч. Коэффициент теплопроводности пластин считать равным 58втум град, утечками тепла через тепловую изоляцию в расчете пренебречь. О т в е т: 1=1,16 втул град. Задача № 1-24. Определить истинное значение коэффициента теплопроводцости исследуемого материала в предыдугдей задаче, если вследстви плохой пригонки между металлическими пластинами и исследуемым образцом имели место воздушные зазоры толщиной 0,05 мм. О т в с т: л=- 1,84 вт]м ° град. Задача № 1-25.
Выхлопная труба авиационного двигателя изолирована слоем асбестового волокна бл= 10 .им и слоем воздуха толщиной бв — 3 лм. Температура внутрсинсй гюверхности трубы 1,„,= 400'С; температура внешней поверхности изолированной трубы 1,„ = 70'С; коэффициснт теплопроводности сплава, из которого выполнена труба й —-- =35 вт~лг град; толщина стенки трубы 6=3 мм.
Определить термическое сопротивление изолированной стенки, тру- бы, величину удельного теплового потока и построить кривую распреде- ления темп ратур. Расчет сделать с учетом зависимости коэффициента теплопронодности воздуха от температуры. Кривизной трубы и термиче- скими сопротивлениями стенок, раздетяющих асбестовое волокно и воз- душную прослойку, в расчете пренебречь. О т в е т: Х вЂ” =0,175 м' град!вт, а =- 1890 вт1м'. Задача № 1-26. Определить коэффициент теплопроводности, по которому следует подобрать многослойную изоляцию для выхлопной трубы газотурбинного двигателя, если толщина изоляции не должна превышать ь„,=10мм.
Величина удельного теплового потока, прохо- дящего через стенку трубы 4=-3,5.10'вт1м'. Температура внутрен- ней поверхности трубы 1„„, = 350", температура внешней поверхности трубы ~„„=--50'С. Выхлопная труба выполнена из сплава с коэффи- циентом теплопроводности >. = 42вт/и град, толщина стенки 4 = 4мм. Кривизнол трубы в расчете пренебречь. Ответ: Х„=0,1!6вт/м град. Задача № 1-27.
Вычислить, какой должна быть толщина тепловой изоляции для условий предыдущей задачи, если величины теплового по- тока и температурного напора останутся неизменными, а в качестве изо. лицин использовать следующие материалы: 1) асбест распушенный с объемным весом у=3340 н7м*; 2) асбестовый картон с объемным весом 7=8800 н7м', 3) асбестовое волокно с обьемным весом у=4610 н7м', 4) воздушнук> прослойку. Ответ; !) 5=12 мм, 2) 5=17 мм, 3) б=!О мм, 4) 5=34 мм. Задача № 1 — 28. Труба с внешним диаметром Н=-150 мм покрыта тепловой изоляцией, состоящей из слоя листового асбеста толщиной бх=!0 мм и слоя изоляционного материала с коэффициентом теплопро- водности Х,я=0,07 вт,'и ° град и толщиной Ь„,=8 мм.
Определить коэффициент теплопроводности материала, которым можно замени~ь имеющуюся изоляцию так, чтобы толщина ее была уменыпена до !2 мм, а тепловые свойства остались неизменными. Расчет сделать с учетом кривизны поверхности. О т в е т: х=0,063 вам ° град. Задача № 1-29. Стальная труба с внешним диаметром Н=100 мм покрыта двухслойной тепловой изоляцией. Толщина первого слоя б~= = 10 мм; коэффициент теплопроводности Х~ = 0,116 вт)м . град, толщина второго слоя ог=-15 мм, коэффициент теплопроводности Хг= =0,035 вам град.
Как изменятся тепловые потери трубы, если эти слои поменять местами при том жс значении температурного напора? Ответ' Тепловые потери увеличатся в 1,47 раза. Задача № 1-30. Паропровод с внутренним диаметром д, =!60 мм и внешним диаметром Нэ = 170 мм покрыт трехслойной тепловой изо- ляцией. Толщина первого слоя о, = 15 мм, второго слоя 6, =!Омм, третьего слоя ь, = 15 мм. Коэффициенты теплопроводности принять рав- ными следующим величинам для стенки трубы х, = 50вт!м град; для изоляционных слоев 1, =- 0,12вгп/м град; ),, = 0,08вт/м град; х„=-0,!вяжем град. Температура внутренней поверхности паропровода ~ =- 350'С, темпе- ратура внешней поверхности изоляции ! == 50' С.
Определить тепло- вые потери погонного метра паропровода. От в е т". а"' = 715вт7м. !6 РАЗД ЕЛ 11 Основные расчетные уравнения Процесс теплонередачи Схема процесса теплоотдачи представлена на рис. 2 — 1. Удельный тепловой поток, переданный в процессе теплоотдачи от жидкости (газа) к поверхности твердого тела, определяется по формуле: д=а(!1 — 1,), (2 — 1) где 11 и Г„, — средние температуры жидкости и '1 поверхности; а — коэффициент теплоотдачи, термическое сопротивление теплоотдачи. Полиь1й тепловой поток равен; Я =д г'.
Процесс тепло~не,реда чп а) Однослойная плоская стенка. Схема процесса представлена;па рис. 2 — 2. Удельный тепловой поток, переданный в процессе теплопередачи от теплоотдающей жидкости (газа) к тепловоспринимающей жидкости (газу) через разделяющую их плоскую стенку, определяется формулой Рпс. 2 — 1. Схема пропе са теплоотдвчп а=й(1 — г ), (2 — 2) где 1. и 1 — средние температуры теплоотдающей и тепловосприни- 1 мающей жидкостей (газов), й — коэффициент теп.лопередачи, который для плоской стенки равен: 1 1 о 1 а-+ Г+ и (2 — 3) 17 2 — 3647 Во втором разделе содержатся задачи по расчету процессов тепло- отдачи и теплоперсдачи с заданными значениями коэффициентов тепло- отдачи прн установившемся тепловом режиме.
Решение приведенных задач основано на применении задач по теплопсредаче через плоскую и цилиндрическую стенки и задачи о стержне. Величина — называется полным термическим сопротивлением тепло- 1 й пере чачи: ! 1 6 ! +" -р и а, Х "а, (2 — 4) Полный тепловой поток: Я =- д г". б) Многослойная плоская стенка. Схема процесса представлена на рис. 2 — 3 г Рис.
2-2. Схема процесса теплопередачи при однослойной плоской стенке Рис. 2 — 3. Схема пропесса теплопередачи при многослойной плоской стенке, состоншей иа л слоев Удельный тепловой поток определяется по формуле (2 — 2). Коэффициент теплопередачн й для многослойной плоской стенки, состоящей из п слоев, равен: (2 — 5) а,, !Хг а, 1 Величина -- называется полным термическим сопротивлением теплой передачи для многослойной плоской стенки: 1 ~ й, ! (2 и) а ат е †!Л! аа Полный тепловой поток; О=д г. в) Однослойная цилиндрическая стенка.
Схема процесса представ. лена на ~рис. 2 — 4. Удельный тепловой поток, переданный через погонный метр цилиндрической стенки, равен: (2 — 7) да = йак((1, — 1Ы). Линейный козффпциент теплопередачи йа для однослойной цилиндрической стенки определяется по формуле: йч=- —.— ------ 1 дз 1 — + —,1и '+— иге!г 2!с иг пзиз !2 — 8) 1 Величина —; называется полным линейным термическим сопротивлением теплопередачи: ! ! 1 из ! — — +-1п '+ й* а,с1г 2Х иг ' азиз !2 — 9) Полный тепловой поток: (~ =- гуе Ь, г) Многослойная 11илиндричгская стенка, Схема процесса представлена рис. 2 — ог.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
