Техническая Термодинамика, задачи и вопросы (984739), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Задача 30 Определить плотность теплового потока, излучаемого абсолютно черны телом, если температура его 1000 С; 0 С„-20 С. Задача 31 Определить коэффициент поглощения стали (поверхность матовая). Задача 32 Известно, что спектр излучения Солнца близок к спектру излучения абсолютно черного тела.
1?айти температуру поверхности Солнца, если максимальное значение спектральной плотности потока его излучение приходится на длину волны 0,5 мкм. Найти также интегральную плотность потока излучения Солнца. Задача 33 Поверхность стального изделия имеет температуру 727 С и степень черноты 0,7. Излучающую поверхность можно считать серой (в,<1). Вычислить плотность собственного излучения поверхности изделия и величину длины волны, которой будет соответствовать максимальное значение спектральной плотности излучения. Задача 34 Обмуровка топочной камеры парового котла выполнена из шамотного кирпича, а внешняя обшивка из листовой стали.
Расстояние между обшивкой и кирпичной кладкой равно 30 мм и его можно считать малым по сравнению с размерами топки котла. Вычислить потери тепла в окружающую среду с единицы поверхности в условиях стационарного режима за счет лучистого теплообмена между поверхностями обмуровки и обшивки. Температура внешней. поверхности обмуровки 127"С, а температура стальной обшивки 50 С. Степень черноты шамота 0,8 и листовой стали 0,6.
Задача 35 Как изменятся тепловые потери Цд в окружающую среду, если между обмуровкой и обшивкой топочной камеры рассмотренной в задаче №34, установить стальной экран, имеющий степень черноты 0,6 и 0,1. Задача Зб Через трехслойную плоскую стенку проходит тепловой поток 1кВт/м. Температура на поверхности стенки с одной стороны 1000 С с другой 80 С. Толщина слоев и коэффициенты теплопроводности соответственно равны: г/~=0,1 м, Л~=45 Вт/мК; Ог=0,5 м, Лг=1Вт/мК; Оэ=0,01 м, Лз=100 Вт/мК. Определить температуры между слоями стенки. Задача 37 Через стенку толщиной 10 мм проходит тепловой поток 0,5 кВт/м~. Температуры на поверхности стенки 120 и 80 С. Чему равен градиент о температур? Какова теплопроводность стенки? Задача 38 Градиент температуры в детали составляет 200 град/м; коэффициент теплопроводности материала детали 210 Вт/мК.
Рпределить плотность теплового потока. Задача 39 Определить плотность лучистого потока между параллельными стенками Температура первой стенки 1500 С, степень черноты ее материала 0,7' температура второй стенки 200 С, степень черноты 0,96. Задача 40 Определить количество теплоты, отдаваемой излучением от поверхности трубы диаметром 0,05 м, длиной 1 м, Температура наружнбй поверхности трубы 600"С, степень черноты поверхности 0,95. Задача 41 Необходимо ошягным путем определить распределение температуры в длинном стальном нале диаметром 400 мм через 2,5 часа после загрузки его в печь. Коэффициенты теплопроводности и температуропроводности стали равны, соответственно: Л=Зб,; а=4,25 10 2 м~/час.
мчас~С' ккал Коэффициент теплоотдачи к валу в печи а=100 л час град Исследование решено проводить на модели вала, выполненной из ккал легированной скали в небольшой печи. Для модели Х„=14,; а ='1,91 ,ччас~С 102 м~/час; а,,=130 и час С Определить диаметр модели вала и промежуток времени, через который необходимо измерить распределение температур в модели. Задача 42 Определить диаметр модели вала и необходимое значение коэффициента теплоотдачи, чтобы в условиях задачи 41. Подобие температурных полей наступило через 15 мин. после загрузки модели в печь.
Определить также соотношение между линейными размерами, временами и температурами для вала и модели, если известно, что их температуры при загрузке и температуры среды в печи были равны соответственно: к =10 С, 1,„,=20 С, ь =1000 С, 1,.„,=200 С. Задача 43 Определить число Био для безграничной пластины, если известно, что ее внутренпес термическое сопротивление меньше внешнего в 10 раз. Какой толщины эта пластина, если коэффициент температуропроводности, теплоемкость и плотность материала составляют а=7 10 м2/с; Ср=0,45 ; р=7940 кг/м~.
? град Коэффициент теплоотдачи у поверхности а=50 вт/м2.град. Задача 44 Определить минимальную толщину плоской стенки дозвукового сопла такую, чтобы за б сек.работы двигателя температура ее* внутренней поверхности омываемой газами при 2250 К с коэффициентом теплоотдачи 870, не превысила допустимого значения 1250 К. Теплофизические м' град ан свойства материала стенки А,=35; а=1,4 10 м /с; начальная .ч град температура сопла 300 К. Отводом тепла с наружной поверхности стенки сопла пренебречь. Задача 45 Исследуемый материал А=0,75 в форме цилиндра диаметром 50 мм и л~ .град высотой 80 мм после предварительного нагрева охлаждается в водяном термостате 1„;-20"С при значении коэффициента теплоотдачи 3100 м~ град* Определить коэффициент температур опро водности материала, если на регулярной стадии охлаждения темперагура измеренная в центре торца цилиндра, за 5 мин.уменьшилась от 45 "С до 25ОС.
За какое время температура в той же точке изменится от 25 С до 21 "С? Задачи 46 Стальная плита неограниченной протяженности толщиной 200 мм, равномерно прогреется до температуры 250 С, помещена в воздушную среду 0 с температурой 15"С; коэффициент теплоотдачи на поверхностях плиты ша 67И 30 „; тепзюпроводность материала плиты 45,, коэффициент и К л~~ К температуропроводности а=1,25 10 м /с.
Определить температуры в -5 2 середине и на поверхности плиты через 1 час после начала охлаждения. Задача 47 В кожухотрубпом теплообменнике с перегородками в межтрубном пространстве требуется подогревать воду от температуры 30 С до 80 С. Расход воды 18 кг/с. Теплоноситель поступает в теплообменник с температурой 120"С, а выходит из него с 86 С. Известно, что коэффициент с!а теплопередачи 2800 — -„--. Найти площадь поверхности теплообмена 'Г. лг К Задача 48 Определить температуру тонкой теплоизолированной пластины продольно обтекаемой потоком газа. Скорость газа 2000 м/с; статическая температура потока 480"К; коэффициент адиабаты 1,22; молярная масса газа 23 кг/моль. Лучистым теплообменом и теплоемкостыо пластины пренебречь. Режим течения в пограничном слое считать турбулентным.
Задача 49 Вычислить средний коэффициент теплоотдачи при течении воздуха в плоской трубе сечением 2,5х20 мм. '1'емпература воздуха 160 С, скорость воздуха 25 м/с, динамическая вязкость воздуха при 160 С 24,5 10 Пас, плотность воздуха 0,815 кг/м, теплопроводность Л=0,0364 з оп' М град Задача 50 Вычислить средний коэффициент теплоотдачи при течении воздуха в плоской трубе сечением 4х20 мм. Температура воздуха 100 С, скорость воздуха 30 м/с, кинематическая вязкость при 100 С равна 23,13 106 м /с. опг Теплопроводность Л=0,0321 М - град Задача 51 Определить тепловой поток излучением от поверхности трубы диаметром 0,075 м, длиной 1 м. Температура наружной поверхностИ трубы .350 К, степень черноты 0,94. Конт ольные воп осы по к с «Основы тепломассообмена» 1.
Задачи и предмет тепломассообмена. Способы передачи тепла и массы. 2. Теплопроводность. Основной закон теплопроводности-закон Фурье. Определение коэффициента теплопроводности, градиента температуры, плотности теплового потока. 3. Теплопроводность плоской и цилиндрической стенки. Термическое сопротивление стенки. Многослойные стенки. Тепловая изоляция. Условия рационального выбора материала для тепловой изоляции трубопроводов. 4. Конвективный теплообмен.
Свободная и вынужденная конвекция. Уравнение .Ньютона-Рихмана. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи. 5. Дифференциальные уравнения конвсктивного теплообмспа. Физический смысл уравнений. Условия однозначности (краевые условия). 6. Основы теории подобия. Общие положения. Константы подобия и числа подобия. Пример вывода чисел подобия из дифференциальных уравнений. 7. Три теоремы подобия. Практическое использование теорем подобия при постановке эксперимента и расчета коэффициента теплоотдачи. 8.
Условия подобия конвективного теплообмена при свободном и вынужденном движении теплоносителей. 9. Теплоотдача при обтекании пластин. Структура динамического пограничного слоя. Зависимость изменения локального коэффициента теплоотдачи а,. в функции длины пластины х: а,.=Г(х). 10.Теплоотдача при свободной конвекции в неограниченном и ограниченном пространстве.
11.Теплоотдача при течении жидкости в трубах. Пале скорости при ламинарном и турбулентном режимах течения. Теплоотдача при ламинарном и турбулентном течении. Формула М.А. Михеева. Зависимость а,=Г(1/с1; Ке). 12.Теплоотдача при поперечном обтекании тел. Одиночные трубы. Зависимость коэффициента теплоотдачи от угла у. 13.Теплоотдача при поперечном обтекании тел. Расчет коэффициентов теьпюотдачи в коридорных и шахмагных пучках труб.
14.Теплоотдача при пузырьковом кипении в большом объеме. Критические тепловые потоки с1„„и ц,р,. Кривая Нукияма Ц=Г(Ь1). Режимы движения кипящей жидкости. 15. Теплообмен при пленочном кипении. Температура предельного перегрева жидкосги. / 16.'1'еплообмсп при конденсации пара.
Пленочная и капельная конденсация. Теория пленочной конденсации Нуссельта. 17.Теплоотдача при конденсации пара в трубах. Факторы, влияющие на и ~тенсивность леночно" онленсапии. 18.Тепловое излучение. Поток излучения. Плотность потока излучения. Эффективное и результирующее излучение тел, 19.Тепловое излучение. Закон Планка, закон Вина, закон Ламберта. 20,Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана, закон Кирхгофа. 21.Сложный теплообмен. Суммарный коэффициент теплоотдачи.
аа=а,+а„ примеры. Ребристые поверхности. 22.Лучистый тсплообмен между телами. Выражение для плотности теплового потока между двумя телами, имеющими различную температуру. 1'оль тепловых экранов. 23.Тепловое измерение газов. Отличия теплового излучения газов. Отличия теплового излучения газов от теплового излучения поверхности твердых гел. 24.Нестационарная теплопроводность. Три стадии процесса. Вид критериального уравнения. Физический смысл критериев БиО и Фурье. 25.Регулярный режим. Темп охлаждения.
Определение коэффициента температур о про водности. 26.Зависимость процесса охлаждения (нагревания) от формы и размеров тела. Вид критериальных уравнений для пластины, цилиндра, шара. 27.Нестационарная теплопроводность. Лналитическое решение. Граничные условия 1, П,1П рода. Практические примеры. 28.Распределение температуры в плоской стенке при ее охлаждении в условиях В1 — оз, В1 — +О и 0,1<В1<100. 29.Нестационарнан теплопроводность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
