Задачник по термодинамике (555278), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Целессобразно ли прп этом использовать асбозурпт (Л, = — 0,16 Вт/(м . К))? Установлено, что при увеличении теьпературы окружающего воздуха иа 3 К температура н;- ружпой поверхности трубы увеличивается лишь иа 0,05 К. Считать, что а „.э 70 а„где а „и а„— коэффициенты теглоотдачн от поверхностей трубы к пару и воздуху соответственно. 14.13. Известно,что при работе холодильной устаноакз температура наружной поверхности ее стального (Л == .-= 48 Вт/(м ° К)! трубопровода диаметром 130/115 мм равна 0'С н — 3'С прн отсутствии и наличии внешней изоляции соответственно.
Определить температуру (считая ее нен;- менной) протекающего по трубе теплоносителя, а также коэффициент тенлоотдачи и критический радиус изолнции. Материал изоляции — шерстяной войлок (Л == = 0,046 Вт/(м К)), ее толщина 5 мм. Температура окр)- 117 жающего воздуха 30'С, коэффициент его теплоотдачи 12 Вт/(м' . К). !4.!4. При рабате вращающегося шарообразного варочного котла температура /, на внешней поверхности его изоляции составляла 50*С при первоначальной толщине слоя изоляции 6 =- 0,045 м, но стала равной 38'С после удвоения толщины. Определить температуру !, на внутренней поверхности (диаметром 1,15 м) изоляции, полагая !, неизменной.
Определить также Л и критический радиус изоляции. Температуру окружающего воздуха и соответствующий коэффициент теплоотдачи считать равяыми /„, =- 20 'С и я =- 1,59 (/ — /„,) ~гз Вт/(мз ° К) !4.!5. При работе печи с обмуровкой, выполненной из шамотного (Л, == 0,84 (1+ 0,695//1000) Вт/(м ° К), 6, = = 0,24 м1 и красного (Л„=- 0,70 Вт/(м К)1 кирпича, температуры на внутренних поверхностях слоев составляли /, и /„.
= 850'С. После замены части слоя красного кирпича (толщиной 6„) промежуточной засыпкой из диатомовой крошки [Л, = 0,113 (1 + 0,002 !) Вт/(м ° К), 6, = — 0,092 м) — без изменения /, и плотности теплового потока д — получено, что !„= — 430 "С. Определить /„д и уменьшение толщины обмуровки 66. Р е ш е н и е. Из условий задачи видно, что по толщине засыпки температура изменяется от /, = 850'С до = 430'С. Поэтому применение формул типа 4= Л,. (/,+,— !,)/66 Л; = — 1 Л;(/)с(!//1,~,— /;) с справедливо при любом характере зависимости Л (/); при 1 =- 2, а затем при / =- 1 получаем значения: Ла = 0*1131! + 0 002 (/э + /а)/21 = 0 113 1(1 + + 0,002 (430 + 850)/2! = 0,258 Вт/(м К); д = Л, (/, — /,)/6, =- 0,258 (430 — 850)/0,092 =-.
= — 1176 Вт/м', Л, =- 0,84 11 + 0,895 (!, + 850)/(2 ° 1000)1; 1176 = Л, (/, — 850)/0,24, /, = 1052 'С; Лк/6а = Лз/6г~ ба = 0 092 ' 0~70/0,258 = 0,25 м; 66 = 6, — 6з = 0,25 — 0,092 = О,!58 м. 14.16. Рассчитать минимально возможную толщину стен топочной камеры котла с жидким золоудалением 173 при использовании огиеупора [Х = 0,279 (1 + 8,33 !О-'>: х 1 (Вт/(м К)[, а также диатомового кирпича [1 0,113 (1+2 06 10 'х !) Вт/(м К)) с предельной темпгратурой применения 850 'С. Температуру газов, воздуха в котельной и коэффициенты теплоотдачи принять ра~- ными 1350'С, 30'С, 35 Вт/(м' ° К) и 12 Вт/(м' К) соответственно. Потери в окружающую среду не должны превышать 800 Вт/м'.
14.17. Определить значения температуры Т, и Т, в сре/- нем сечении статически равновесного слоя воздуха толщгной 0,2 м, используя как зависимость )., = 2,43 !О ':; х Т"' Вт/(м К), так и приближенную линейную завгсимость Х, (Т). На границах слоя поддерживаются температуры 300 и 1300 К. 14.18. Для бесконечно длинного кольцевого слоя из<- ляции диаметром 150/50 мм в стационарном режиме, при плотиости теплового потока иа наружной поверхности 80 Вт/и' и температуре поверхности 0 или 100 "С, температура другой поверхности оказывается равной 44,7 или 139,4'С соответственно.
Определить Х изоляции, как линейную функцию тепературы. И.19. В производственных условиях тепловые потери трубопроводов определяются с помощью тепломера. Прибор представляет собой резиновую ленту, плотно прижимаему о к наружной поверхности трубопровода; температура наружной и внутренней поверхностей ленты измеряется термппарами. Определить потери теплоты с 1 м длииы паропровода диаметром !7/16 см с изоляцией из зонолита [)..= =- 0,072 (1 + 3,63 ° 10 ' 1), Втl(м ° К) толщиной 11 см.
если температуры поверхностей резиновой [).=-0,16 Вт/(м К)) ленты толщиной 3 мм равны 55 и 51,5 'С. Определить также температуры иа внутренней поверхности изоляцги и в ее среднем сечении. 14.20. Электропровод заключен в цементную [Х-- == 0,159 [о й Вт/(м . К)[ трубу. При условии, что иа иаружной поверхности трубы (диаметром 25 мм) плотность теплы вого потока д = 7210 Вт/м' и температура /я =- А, перзпад температур по толщине трубы составляет Л/= — 90'С. При том же значении д, ио при Г„= ( — 40,5'С + А) пол/- чено, что Л/ = 100,5'С.
Определить А и толщину трубы. 14.21. Температуры цилиндрического уранового [л = 33 Вт/(м ° К)[ стержня — максимальная и на его пзверхиости — из прочностных соображений не должны превышать 1100 и 650 "С соответственно. Определить максы мальпо возможный при этом диаметр и соответствующий пе- ! /9 репад температур в стерлядке, полагая, что средняя темпе ратура теплоносителя равна 370 С, коэффициент теплоотдачи — 6500 Вт/(м' ° К) и объемное тепловыделеиие в стержне — 8 ° ! 0' Вт/м".
!4.22. Установлено, что тепловой поток, передаваемый от горячих газов с температурой 450 'С к внешней поверхности круглой ребристой чугунной 1) =- 48 Вт/(м К)1 трубы водяного экономайзера, равен 85 200 Вт; при этом температура у основания ребер /, = 190'С. Длина обогреваемой части трубы равна 3,5 м, количество ребер — 180, их наружный и внутренний диаметры — 80 и 215 мм, толщина — 5 мм. Определить коэффициент эффективности обребренпя и максимальную температуру ребер, считая коэффициент теплоотдачи одинаковым для всей поверхности. 14.23. Определить стационарную фоновую температуру в центре и на периферии нагретой зоны микромодульного блока, рассеивающего !6 Вт. Нагретую зону можно рассматривать как шар радиусом 70 мм, отделенный воздушным зазором (толщиной 10 мм) от дюралюминиевого (х =- =- 170 Вт/(м К)! кожуха толщиной 1 мм.
Эффективные теплопроводности воздуха (в зазоре) и материала нагретой зоны равны 0,08 и 0,16 Вт/(м К) соответственно; температура окружающего воздуха 20 "С, коэффициент теплоотдачн 20 Вт/(мх К). Известно, что фоновая температура характеризует суммарное влияние источников энергии и практически не зависит от их конфигурации и особенностей расположения. 14.24. Блок аппаратуры кольцевым фланцем в своей центральной части крепится к шпангоуту отсека летательного аппарата. В тепловых расчетах блок можно рассматривать как пустотелый цилиндр (из алюминиевого сплава с Х, = 84 Вт/(м К)! длиной 2/ =- 1,5 м и наружным диаметром й = 0,5 м при толщине корпуса 6,:= 0,025 м.
При наземной эксплуатации блока его температура долмсна быть не ниже !О'С, а температурная неравномерность в нем— не более !5 "С. Поэтому предусмотрен кольцевой нагреватель (по всей длине блока), отделяемый от обшивки слоем изоляции нз стекловаты !л = — 0,05 Вт/ (м ° К)! толщиной 80 мм. Испытания показали, что при температуре обшивки и шпангоута !, =- — 50 "С температура нагревателя = 30 "С, а по длине блока изменяется от /, =- — 18'С до (, = 12 С.
Оценить термосопротивление /7 между блоком и шпангоутом, а также коэффициент теплоотдачи а, между блоком и нагревателем, пренебрегая теплообменом на торцах блока. 180 Р е ш е н и е. Используя формулы для прямого стержня (ребра) прямоугольного профиля, имеем: Ь=-(1,— !6)/(!2 — !2)=с[2(ш!); Оп=а п2/(ХВЬВ)7 (!,— !,)//7 =-62, 226(~-'(!, — !,) !5 (~/). На основе этик соотношений последовательно получаем: Ь= (!2 — /О)/(/2 !7) =(30 "- 18)/(30 12) = 2 667' а» =- 166 66! — '[п' (Ь+ ) КЬ' — 1) = 84.0 025 О 75-2 Х 7 К2,667 6 2 2,6672' — ~7 76,6 В 7( ' К7; ° ° ш =)/ ОК2/().В 56) = р 1О О/(84'0 025) = 2 182' /7 =- и (/,— (,д(/, — !О) а» пб 
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
