Сборник задач и примеров расчёта по теплопередаче М.М. Михалова (1013671), страница 6
Текст из файла (страница 6)
рис. 2- — !О). Если пренебречь теплоотдачей с торца, то количество тепла, пе- Рис. 2- 1О. Ребро пияпидра двигателя редаспсое с поверхности ребра воздуху, определится по формуле (2 — 16). По формуле (2 — 14) т равно: т.= )/" — '-". Хг" ' Периметр среднего сечения ребра равен: (7 == 2- (О + й) -'; 2о = 2.
3,14 (0,160 -Е 0,012) + 2 0,002 = 1,084 и. Площадь среднего сечения ребра составляет: Р = ес(В+ й) о = =- 3,14(160+ 12) 2 = 1080 мм'.=- 0,00108 м'. Значение т равно: т = По таблицам гиперболических функций находим: 1)з т й = Рп 0,78 = 0,6527. 2о 11скомое количество тепла равно: Яг'=45 65 000108(300 — 20) 0,6527=577 вт.
Задача № 2 — 1!. Определить коэффициент оребренпя стенки, при котором величина теплового потока увеличится вследствие оребрения в !О раз, если оребренной является холодная поверхность стенки и известны следующие величины: коэффициент теплопроводности стенки л. =- =32 вг)л! град, толщина стенки без ребер б — — 8 мм, коэффициенты теплоотдачи с горячей стороны стенки а,=200 вт)м' град, с холодной а!= =10 вг)л!' град. Р е ш е н и е. Для увеличения теплового потока в !О раз следует во столько же раз уменьшить полное термическое сопротивление теплопередачп Полисе термическое сопротивление теплопсредачи для неоребренной поверхности определяется по формуле (2 — 4): л 200 г 32 Р !О = 0,1075 мг градlвт.
1 1, 0,008 . 1 Полное термическое сопротивление оребренной поверхности равно: —, = — 0,1 — = 0,0!075 мг град,'вт. 1 1 Если оребряется холодная поверхность стенки, то коэффициент оребрепвя — может быть вычислен из уравнения (2 — 26) л2 Ё, ' 0,01075 =- — -+ — ' —,;- + -' -; 0 008 , Р, 1 200 32 ' Р~ 10 ' рд отсюда коэффиппент оребрения равен .' == 18. 1 Задача № 2 — 12. Определить величину полного термического сопротивления теплопередачи и величину удельного теплового потока, проходящего через плоскую стенку, смываемую с одной стороны продуктами сгорания температурой 700' С, с другой стороны воздухом температурой 50' С. Значения коэффициентов теплсотдачи принять со стороны продуктов сгорания и!=200 вт)лд град, со стороны воздуха аг — — 80 вт)мг град.
Толщина стенки 5=5 мм, коэффициент теплопрсводпости л= =35 вт!м ° грас. О т в е т: — =0,0176 мгград)вт 1 й !7 =-3,69.10" вт)м'. Задача № 2 — 13. Во сколько раз следует увеличить коэффициент теплоотдачи иг со стороны обдувающего воздуха в условиях предыдущей задачи, если величина теплового потока останется неизменной, а поверхность теплообмена со стороны горячего газа покроется слоем нагара толщиной бе=0,0005 м, а со стороны обдувающего воздуха слоем масла тол-- щиной бе=0,0004 м. В расчете принять значения коэффициентов теплопроводности для нагара ),„=0,06 вг)м град, для масла ).,„=О,!4 вт/м град.
О та ет: в 8,9 раза. Задача № 2 — !4. Плоская стельная стенка толп!иной 5=4 мм с одной стороны омывается продуктами сгорания, с другой — воздухом. Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке и!=300 вт)лд ° град, со стороны воздуха а =25 вт)м' град. Определить полное термическое сопротивление теплопередачи и вы- ' числить, как изменится его величина, если 1) коэффициент теплоотдачи а1 увеличится вдвое; 2) коэффициент теплоотдачи аа увеличится вдвое, Коэффициент теплопроводности стали принять равным ),=40 вг)нг град, 30 1 О т в е т: — =.0,0434 м' град)вт; 1) уменьшится в 1,04 раза; й 2) уменьшится в 1,79 раза.
Задача № 2 — 15. Определить температуру внешней поверхности цилиндра двигателя внутреннего сгорания с водяным охлаждением, если средняя температура внутренней поверхности двигателя ?т =350' С, средняя температура охлаждающей воды 0=70' С, коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности двигателя к омывающей ее воде и=100 вг7м' ° грао, толщина стенки цилиндра 5=4 мм, коэффициент теплопроводности материала цилиндра 5=30 вт7м ° град. О т в е т: ! ь = 346' С. Задача № 2 — 16. Плоская стальная стенка толщиной 5~=5 мм с температурой внутренней поверхности 1, =400' С изолирована слоем тепловой изоляции толщиной б,= 1О мм и обдувается со стороны изоляции воздухом со средней температурой !?=20' С.
Каким должно быть значение коэффициента теплоотдачи от внешней поверхности изоляции к воздуху, если с одного квадратного метра поверхности отводится д= 1110 вт/м'? В расчете принять значение коэффициентов теплопроводпости стали ?о =40 вт).и ° град, изоляции Лл= = 0,03 вт)м ° град. Как изменится величина теплового потока, если снять изоляцию? О т в е т: а=!00 вт)лР ° град; если снять изоляцию 4= 37600 вт?лР. Задача № 2 — 17.
Определить, как изменится величина теплового потока для теплоизоляциопной стенки в условиях предыдущей задачи, если; 1) коэффипиент теплоотдачи ал увеличится вдвое, 2) коэффициент теплопроводности Лг изоляции увели штся вдвое, 3) и коэффициент теплоотдачи из и коэффициент теплопрогодности Лл увеличатся вдвое. О та е т: 1) д==1113 вт?лд; 2) 4=2130 вг)иг; 3) д=2220. вт?ил. Задача № 2 — 18. Труба с продуктами сгорания турбореактивного двигателя изолирована слоем тепловой изоляции и обдувается воздухом. Определить, каким должно быть значение коэффициента теплоотдачиа, в процессе абдуна, если температура внешней поверхности изоляции не должна превышать 1„=100*С; температура продуктов сгорания ?ь = 700" С, коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке а, =- -= 200 вт,'м'град, толщина изолированной стенки ь — -16 мм, ее эквивалентный коэффициент теплопроводности Л=-0,05 вт,'м град, средняя температура обдувающего воздуха 11, =- 50" С.
Кривизной трубы в расчете пренебречь. Ответ: а, = 39,36 ввь'лд град. Задача Х 2 — 1Я. Как изменится значение коэффициента теплоотдачи для предыдущей задачи, если температура обдувающего воздуха понизится до 10 =- !О" С, а температура изолированной поверхности = 70" С? Ответ: а = 34,44 вт!м'град. Задача № 2 — 20. Выхлопные газы газотурбинного двигателя со средней температурой 0=-700'С подаются по трубе длиной 6=2 м с внутренним диаметром д~ =200 мм, внешним диаметром дг= 208 мм, изолированной слоем тепловой изоляции толщиной б= 12 мн. Определить часовое количество тепла, проходящее через стенку трубы, если температура внешней поверхности изоляции не должна превышать 50'С.
В расчете принять: коэффициент теплоотдачи от выхлопных газов к поверхности трубы а~ =-200 атеем' град, коэффициент теплопроводности материала трубы Л;=-Збвт)м ° град, изоляции Лг — — 0,06 вг)м ° град. О т в е т: !г = 4064 вт. З1 Задача № 2 — 21. Стальная труба с внутренним диаметром д, =- 120 мл~ и толщиной стенки З, =--3 мм изолирована двухслойной тепловой изоляцией с эквивалентным коэффициентом теплопроводности л =- .= 0,08 вт!и град. Толщина первого слоя изоляции З,= 5 мм, второго йл —.= 8 мм. По трубе протекают продукты сгорания со средней температурой Гп =- 600'-С, труба омывается воздухом с температурой Гы =: 40 С.
Коэффициенты теплоотдачи от продуктов сгорания к внутренней поверхности трубы и от внешней поверхности изоляции к воздуху соответственно равны: а, =- 300 вт/ма. град, а, = — 50 втащил град. Определить тепловые потери погонного метра трубы и температуру внешней поверхности изоляции. Ответ: д'=-!317 вг).я; 1.=95,4'С. Задача % 2 — 22.
Определить критический диаметр тепловой изоляции с коэффициентом теплопроводности 1=0,З вт)м ° град и соответствующие максимальные тепловые потери, если этой изоляцией покрыта труба с внешним диаметром д=50 мм. Температура внутренней поверхности изоляции 1м — — 100'С, коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции к окружающей среде а=-4 вт)н' ° град, температура среды 0=20' С. Ответ: д= — 150 им, а" =-72,1 вт!м. Задача № 2 — 23, Газ с температурой 15 =-200' протекает по трубе с внутренним диаметром 4=26 мм и внешним диаметром Нл=30 мм, покрытой слоем изоляции с коэффициентом теплопроводности Х2=-0,4 вт)лл ° град.
Определить, при какой тол|цине этой изоляции тепловые потери тру бы будут максимальны и во сколько раз максимальные тепловые потери превосходят потери неизолированного трубопровода. В расчете принять коэффициент теплопроводности трубы 1., =- 45 вт!м град, коэффициент теплоотдачи со стороны горячего газа а, = 250 вт'ллз град, со стороны окружающего воздуха а, = б атоме град, температуру воздуха гм=20'С. О т в е т: Г = 51,5 мм; ~ — "'"' =1,7. Ч Задача № 2 — 24. Температура гази в камере сгорания измеряется термопарой, имеющей защитную трубку с внутренним диаметром д~ = 16 мм и внешним диаметром дг= 18 нм, Коэффициент теплопроводности материала трубки Х=.60 вт)м.град, коэффициент теплоотдачи от газа к трубке а1 — — 50 вт)лР ° град, показания термопары Г,=600'С, температура защитной трубки у стенки трубопровода 11=200'С (см.
рис. 2 — 9), глубина погружения термопары ~'=200 мм. Определить действительную температуру газа с поправкой на ошибку, возникающую вследствие отвода тепла по защитной трубке. О т в е т: 1= 602' С. Задача,% 2 — 25. Определить погрешность в замере температуры газа термопарой, возникающую вследствие теплопроводности защитной трубки, в которую помещена термопара. Внешний диаметр защитной трубки г11= — 15 млл, толщина ее стенки 5=1 млй температура защитной трубки у стенки 1,=180'С (см. рис. 2 — 9).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
