Тепломассообмен 1

Тепломассообмен 1

Задачник по тепломассообмену. Цветков Ф.Ф.

Есть готовые решения этих задач, контакты

1.1. Плоская стенка выполнена из материала с коэффициентом теплопроводности λ = 20 Вт/(м·К). Толщина стенки δ = 10 мм. На одной стороне стенки температура tс1 = 100 °С, на другой 90 °С. Найти плотность теплового потока через стенку и температуру в середине стенки.

Стоимость: 120 руб

1.6. К двум торцам нагревателя цилиндрической формы d = 300 мм плотно прижаты два идентичных образца материала того же диаметра толщиной δ = 5 мм. Определить коэффициент теплопроводности образцов, если при мощности нагревателя Q = 56,5 Вт перепады температур по толщине образцов составили 12,5 0С. Радиальный перенос тепла в системе пренебрежимо мал (рис. 1.1).

Стоимость: 90 руб

1.13. Чтобы уменьшить до заданного значения тепловые потери с поверхности промышленного теплообменника, решили закупить тепловую изоляцию с  = 0,2 Вт/(м*K). Оказалось, что на складе имеется изоляция, для которой  = 0,1 Вт/(м*K), но она на 50% дороже первой. Больше или меньше (и насколько) придется заплатить за вторую изоляцию?

Стоимость: 90 руб

1.14. Температура внешней металлической поверхности сушильной камеры  = 150  ͦ C. Сушильная камера изолирована матами из минеральной стекловаты. Толщина мата δ = 60 мм. Температура воздуха в помещении  = 15  ͦ C и коэффициент теплоотдачи  = 10 Вт/(*K). Найдите температуру наружной поверхности тепловой изоляции.

Стоимость: 60 руб

1.15. Определить необходимую мощность радиаторов отопления аудитории, если кладка ее наружной стены (L = 8 м, Н = 4,5 м, δ = 0,5 м) выполнена из красного кирпича на холодном растворе, а температуры поверхностей tс1 = 12 0С и tс2 = -15 0С. (Окна условно отсутствуют).

Какова глубина промерзания стены?

Как изменится полученный результат с учетом того, что слои штукатурки на внутренней и внешней поверхностях стены δш.вн = δш.вш = 10 мм при других одинаковых условиях, если:

а) штукатурка известковая;

б) штукатурка цементно-песчаная?

Стоимость: 150 руб

1.16. Окно в аудитории имеет сдвоенные рамы с зазором между стеклами 60 мм. Вычислить тепловые потери через оконный проем 3 х 3 м без учета конвекции в зазоре и теплового излучения, если толщина стекол δ = 4 мм, а температуры их соответствующих поверхностей tс1 = 12 0С и tс4 = -15 0С.

Стоимость: 60 руб

1.18. В плоском бытовом вертикальном масляном обогревателе с габаритными размерами 0,7 х 0,7 х 0,025 м коэффициент теплоотдачи от масла к внутренней поверхности стальных стенок [δ = 1,5 мм, λ = 24 Вт/(м К)] составляет 100 Вт/(м2 К). Вычислить тепловой поток от обогревателя и температуры его стенок со стороны масла (tж1 = 80 0С) и воздуха (tж2 = 18 0С), если коэффициент теплоотдачи к воздуху 8 Вт/(м2 К).

Стоимость: 90 руб

1.19. Определить расход сухого насыщенного пара (р = 1,98 х 105 Па) в батарее парового отопления (F = 3 м2) производственного помещения, если температура воздуха в нем поддерживается 20 0С. Коэффициент теплоотдачи с поверхности батареи к воздуху составляет αвоз = 9,5 Вт/(м2 К), а теплоотдача со стороны конденсирующегося пара на три порядка больше, чем αвоз. Конденсат не переохлаждается; термическим сопротивлением стенки батареи пренебречь.

Стоимость: 90 руб

1.20. Плоские стальные стенки [δ = 10 мм, λ = 40 Вт/м К] сушильной камеры, внутри которой поддерживается температура 120 0С, необходимо изолировать слоем шлаковой ваты так, чтобы температура его наружной поверхности составляла 30 0С.

Коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности стен камеры 20 Вт/(м2 К), с наружной поверхности слоя изоляции к окружающему воздуху 20 0С – 10 Вт/(м2 К). Определить толщину слоя ваты, если для нее λв = 0,06 + 0,000145t Вт/(м К).

Стоимость: 90 руб

1.21. Стенка промышленной нагревательной печи состоит из трех слоев. Первый слой – плотный шамотный кирпич толщиной δ = 250 мм, второй слой – легковесный шамотный кирпич толщиной  = 500 мм. Максимальная температура в первом слое  = 800  ͦ C. Третий слой – тепловая изоляция (шлаковая вата). На внешней поверхности третьего слоя  = 50  ͦ C. Температура воздуха в помещении  = 30  ͦ C, а  = 10 Вт/(*K). Чему равна толщина слоя шлаковой ваты?

Стоимость: 120 руб

1.22. Вычислить линейную плотность теплового потока через стенки змеевиков из труб (d2 х δ = 42 х 5 мм) жароупорной стали [λ = 16,5 Вт/(м К)], если температуры их внутренней и наружной поверхностей составляют 450 и 580 0С соответственно.

При каком значении радиуса этой трубы температура в стенке равна 500 0С?

Стоимость: 90 руб

1.24. По стальной трубе ( = 50 мм, δ = 5 мм, l = 30 м) протекает вода со скоростью 0,5 м/с. Температура воды на входе в трубу  =200  ͦ C. Труба покрыта тепловой изоляцией с  = 0,1 Вт/(м*K) толщиной 100 мм. Температура окружающего воздуха  = 0  ͦ C,  = 20 Вт/(*K), а  = 4000 Вт/(*K). Найдите температуру воды  на выходе из трубы.

Стоимость: 90 руб

1.26. Поверхность нагрева теплообменного аппарата (ТА) выполнена из стальных труб d2 х δ = 20 х 1 мм, Ст. 30. Газовый теплоноситель (гелий) протекает в трубах, а снаружи кипит вода при давлении р = 4 МПа. Допустимая рабочая температура стали 550 0С. Найти предельную температуру гелия, обеспечивающую нормальную работу ТА. Коэффициенты теплоотдачи со стороны гелия и кипящей воды 1200 Вт/(м2 К) и 8000 Вт/(м2 К) соответственно.

Стоимость: 90 руб

1.28. Рассчитать ql – линейную плотность теплового потока от греющего теплоносителя при tж1 = 320 0С, протекающего в трубе (d2 = 16 мм, δ = 1,5 мм) из нержавеющей стали [λ = 16 Вт/(м К)] к кипящей при р = 6 МПа воде парогенератора АЭС. На внутренней и наружной поверхностях трубы имеются тонкие оксидные пленки, линейные термические сопротивления которых одинаковы [Rl пл = 0,0077 (м К)/Вт]. Коэффициенты теплоотдачи: к внутренней поверхности α1 = 25 кВт/(м2 К), от внешней α2 = 50 кВт/(м2 К). Определить также перепады температур в каждой пленке и в стенке трубы.

Вычислить ql для чистой поверхности трубы и сравнить с полученным выше результатом.

Стоимость: 120 руб

1.29. В трубчатом теплообменнике средняя температура жидкости  = 200  ͦ C, а   = 100  ͦ C. Коэффициенты теплоотдачи  = 2000 Вт/(*K),  = 100 Вт/(*K). Наружный диаметр латунных труб равен 20 мм, толщина стенки составляет 1 мм. Найдите коэффициент теплоотдачи  , среднюю плотность теплового потока  от горячей к холодной, а так же  и.

1.38. Температура протекающего по трубе горячего газа измеряется термопреобразователем, который помещен в чехол. Чехол представляет собой медную трубку наружным диаметром d = 3 мм и толщиной стенки δ = 0,5 мм. Длина чехла l = 70 мм. Оцените погрешность измерения температуры газа, возникающую из-за отвода теплоты по стенке чехла к месту его крепления на трубе. Известно, что термопреобразователь дает значение  = 300  ͦ C, а температура в месте крепления чехла  = 200  ͦ C. Коэффициент теплоотдачи от потока воздуха к чехлу α = 50 Вт/(*K).

1.46. Температура на поверхности охлаждаемого цилиндрического уранового стержня [λ = 30 Вт/(м К)] не должна превышать 650 0С. Определить допустимый диаметр и перепад температур в стержне при мощности внутренних источников qv = 8 х 107 Вт/м3, если температура охлаждающего теплоносителя tж = 370 0С, а коэффициент теплоотдачи α = 6500 Вт/(м2 К).

Стоимость: 60 руб

2.1. Определить число Био для безграничной пластины, если известно, что ее внутреннее термическое сопротивление меньше внешнего в 10 раз.

Какой толщины эта пластина, если коэффициент температуропроводности, теплоемкость и плотность материала составляют 7·10–6 м2/с; 0,45 кДж/(кг·К) и 7940 кг/м3 соответственно. Коэффициент теплоотдачи α = 50 Вт/(м2·К).

2.2. Пластина толщиной 2 = 20 мм, нагретая до  = 150  ͦ C, помещена в воздушную среду для охлаждения. Температура воздуха  = 20  ͦ C. Коэффициенты теплопроводности и температуропроводности равны соответственно λ = 0,175 Вт/(м*K) и a = 0,833 *  /с. Коэффициент теплоотдачи от поверхности пластины к воздуху α = 70 Вт/(*K). Определить температуры в трех точках: x = 0; x = 0,5; x =  в момент времени τ = 20 мин.

2.5. Начальная температура листа стали (его толщина 10 мм)  = 100  ͦ C. Физические свойства стали: λ = 45 Вт/(м*K); ρ = 7900 кг/  ;  = 0,46 кДж/(кг*K). Найдите температуру листа через 1 мин после начала охлаждения в воздухе и в воде. Для воздуха  α = 8 Вт/(*K), для воды α = 500 Вт/(*K). И в том, и в другом случае   = 20  ͦ C.

2.7. Внутренняя часть ограждения промышленной печи выполнена из огнеупорного материала (шамотного кирпича), а внешняя представляет собой тепловую изоляцию. Толщина огнеупора δ = 250 мм. Его физические свойства следующие: λ = 1,6 Вт/(м*K), a = 3,5 *  /с. Температура огнеупора и температура в печи  = 20  ͦ C. Найдите температуры внутренней и внешней поверхности огнеупора через 10 ч после того,  как температура газов в печи скачком возрастет до 1000  ͦ C. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α = 32 Вт/(*K). Условно считайте, что через внешнюю поверхность огнеупора тепловой поток отсутствует.

2.10. В печь с температурой газов   = 800  ͦ C помещен длинный стальной вал диаметром 120 мм. Физические свойства стали таковы: λ = 42 Вт/(м*K), a = 1,22 *  /с. Начальная температура вала  = 30  ͦ C. В процессе нагревания вала α = 140 Вт/(*K). Определите время, по истечении которого температура на оси вала будет равной 780  ͦ C.

2.15. Цилиндрическая стальная болванка (d = 100 мм, l = 146 мм) с начальной температурой t0 = 800 0С охлаждается воздухом (tж = 20 0С). Коэффициент теплоотдачи от поверхности составляет 120 Вт/(м2 К). Определить температуру в центре болванки и в центре торцевой ее поверхности через 10 мин после начала охлаждения, приняв для стали коэффициенты теплопроводности и температуропроводности соответственно 25 Вт/(м К) и 6 х 10-6 м2/с.

Вычислив хотя бы три значения температуры для указанного момента времени, построить график ее распределения вдоль боковой образующей цилиндра.

Стоимость: 180 руб

2.16. Для закалки длинный стальной вал диаметром d = 200 мм с начальной температурой t0 = 20 0С поместили в воздушную печь с температурой tж = 700 0С. Определить темп нагревания вала на регулярной стадии, если коэффициент теплоотдачи к его поверхности 100 Вт/(м2 К), а коэффициенты теплопроводности и температуропроводности составляют 20 Вт/(м К) и 1 х 10-5 м2/с соответственно.

Определить температуру на оси вала через 10 минут после того, как она составляла 300 0С.

Стоимость: 90 руб

2.18. Исследуемый материал [λ = 0,75 Вт/(м К)] в форме цилиндра диаметром d = 50 мм и высотой h = 80 мм после предварительного нагрева охлаждается в водяном термостате (tж = 20 0С) при значении коэффициента теплоотдачи α = 3100 Вт/(м2 К). Определить коэффициент температуропроводности материала, если на регулярной стадии охлаждения температура, измеренная в центре торца цилиндра, за 5 мин уменьшилась от 45 0С до 25 0С.

Стоимость: 120 руб

2.19. Определить диаметр стального шара [ρ = 7900 кг/м3, ср = 460 Дж/(кг К)], нагреваемого в печи с tж = 500 0С при коэффициенте теплоотдачи α = 50 Вт/(м2 К), если при Fo > 0,3 измеренная температура его поверхности за 10 мин повысилась от 300 до 425 0С.

Стоимость: 60 руб

3.1. Вертикально расположенная электрошина прямоугольного сечения 100×3 мм охлаждается свободным потоком воздуха с температурой t = 20 0С. Рассчитать температуру шины на расстоянии 20 и 50 мм от нижней кромки при условии, что по шине снизу вверх пропускается электрический ток I = 500 А. Удельное электрическое сопротивление материала шины ρэл = 1,3 х 10–7 Ом м.

3.9. Рассчитайте тепловые потери за счет свободной конвекции воздуха около боковой поверхности теплообменника – подогревателя питательной воды, установленного на тепловой энергетической станции. Высота подогревателя равна 10 м, диаметр – 3,5 м, а температура поверхности составляет 55  ͦ C. Температура воздуха 25  ͦ C.

3.12. Сушильная камера обогревается сухим насыщенным водяным паром, подаваемым под давлением р = 1,43 · 105 Па в горизонтальные трубы наружным диаметром d = 30 мм и длиной l = 1,5 м. Определить количество труб, необходимых для поддержания в камере температуры воздуха t = 80°С, если известно, что расход пара отпускаемого на обогрев, составляет G = 1,89 кг/ч.

3.13. Оголенный горизонтально расположенный электропровод диаметром d = 2 мм имеет на поверхности температуру tс = 100°С. Температура окружающего воздуха равна t = 20°С. Оценить коэффициент теплоотдачи с поверхности электропровода, если его покрыть фторопластовой изоляцией толщиной δиз = 1 мм с λиз = 0,247 Вт/(м · К). Определить также, какой станет температура поверхности провода под слоем изоляции, если известно, что сила тока в проводе не изменилась.

3.14. По тонкой нихромовой проволоке диаметром d = 0,1 мм и длиной l = 2 м, расположенной горизонтально в воздухе, пропускается электрический ток. Рассчитать силу тока, при которой произойдет разрушение проволоки, если известно, что температура плавления нихрома tпл = 1460 0С, удельное электрическое сопротивление нихрома ρэл = 1,08 х 10-6 Ом м, температура окружающего воздуха t = 20 0С.

Стоимость: 120 руб

3.15. По медной шине прямоугольного поперечного сечения a x b = 100 x 3 мм (a – вертикальный, b – горизонтальный размеры) пропускается электрический ток силой 955 А. Температура воздуха, окружающего шину,  = 20  ͦ C. Удельное электрическое сопротивление меди составляет 2,3*  Ом*м. Найдите среднюю температуру поверхности шины.

Стоимость: 120 руб

3.16. В узкой вертикальной воздушной щели, образованной стеклами окна, температуры на поверхностях стекол соответственно равны tс1 = 18 0С и tс2 = 4 0С. Определить толщину воздушной прослойки, в которой передача тепла от теплой поверхности к холодной будет определяться в основном теплопроводностью.

Стоимость: 60 руб

3.18. Найдите потери теплоты в единицу времени в расчете на единицу длины изолированного горизонтального провода с наружным диаметром  = 300 мм и температурой поверхности  = 50  ͦ C. Температура окружающего воздуха  = 30  ͦ C. Рассчитайте так же температуру пара в трубе, если известно, что труба изолирована шлаковой ватой, коэффициент теплоотдачи от пара к стенке  = 3000 Вт/(*K), диаметр трубы и толщина стенки  x δ = 70 x 6 мм.

Стоимость: 120 руб

3.20. В учебной лаборатории имеется установка для изучения теплоотдачи при свободной конвекции воды около горизонтальной электрически обогреваемой трубы. Диаметр трубы d = 20 мм, ее длина l = 300 мм, а температура воды  = 25  ͦ C. При какой мощности электронагревателя средняя температура наружной поверхности трубы будет равна 35  ͦ C.

Стоимость: 90 руб

3.22. Нагретая вертикальная поверхность высотой Н = 300 мм находится при температуре tc = const, превышающей на 20 0С температуру окружающей среды, равной t = 30 0С. Определить характерную (среднюю) скорость свободной конвекции у верхнего края поверхности, расход окружающей среды и общий тепловой поток с поверхности. Расчет произвести для воздуха и воды. Течение предполагается ламинарным.

Стоимость: 150 руб

4.2. Найдите толщины динамического и теплового пограничных слоев в точке x = 1 м при обтекании пластины воздухом ( = 30  ͦ C,  = 5  м/с). Температура пластины  = 10  ͦ C. Определить коэффициент теплоотдачи α в данной точке, а так же средний коэффициент теплоотдачи  для участка пластины 0≤ x ≤ 1 м.

Стоимость: 120 руб

4.3. Решите задачу 4.2 , предполагая, что пластина омывается водой со скоростью  = 0,1 м/с. Остальные условия оставьте без изменения.

Стоимость: 60 руб

4.7. Тонкая пластина из нержавеющей стали обогревается электрическим током так, что  = 386 Вт/. Пластина продольно обдувается воздухом ( = 10 м/с ;  = 10  ͦ C). найдите температуру пластины на расстоянии x = 0,2 м от передней кромки.

Стоимость: 60 руб

4.9. Для набегающего на пластину потока воздуха скорость  = 200 м/с и температура  = 20  ͦ C. Рассчитайте плотность теплового потока  в точке х = 35 мм при температуре пластины а)  = 36,8  ͦ C ; б) = 25  ͦ C ; в) = 40  ͦ C.

Пластина длиной l = 1,5 м продольно обтекается потоком воздуха ( = 50  м/с ,  = 8  ͦ C ,  = 0,202  МПа). Из-за наличия в ней турбулизирующей решетки течение в пограничном слое турбулентное. Температура пластины  = 12  ͦ C. Найдите средний коэффициент теплоотдачи, а также толщины пограничного слоя и вязкого подслоя на задней кромке пластины.

Стоимость: 120 руб

4.10. Вычислить среднюю плотность теплового потока на боковой поверхности вагона-холодильника при движении поезда со скоростью w = 80 км/час, если известно, что температура наружного воздуха t = 25 °C, температура внутренней поверхности стенки вагона tc = 0 °C. Принять термическое сопротивление теплопроводности стенки вагона δ/λ = 0,3 м2.К/Вт, а длину стенки вагона l = 10 м.

Стоимость: 90 руб

4.14. Нагретая пластина длиной l = 2 м продольно омывается потоком воды. Скорость воды  = 0,5 м/с, и ее температура  = 180  ͦ C. Постройте графики распределения теплоотдачи от поверхности пластины к воде для случаев: а) малая степень турбулентности потока воды (ε ≈ 0,08 %);  б) большая степень турбулентности (ε ≈ 0,3 %). Найдите также  — средний коэффициент теплоотдачи. Считайте, что разность температур пластины и воды мала, в расчете теплоотдачи изменением физических свойств воды с изменением температуры можно пренебречь.

Стоимость: 120 руб

4.18. В теплообменнике « газ – газ » разреженный пучок труб омывается дымовыми газами. Температура набегающего потока  = 800  ͦ C, а скорость  = 15 м/с. Для газов, протекающих внутри труб,  = 300  ͦ C и = 90 Вт/ (). Трубы диаметром и толщиной стенки  x δ = 32 x 5 мм изготовлены из стали 12Х1МФ, допустимая рабочая температура которой 550  ͦ C. Найдите среднюю температуру нагруженной поверхности трубы и температуру в первой критической (лобовой) точке и сопоставьте найденные значения с допустимой рабочей температурой стали.

Стоимость: 120 руб

4.26. Найдите средний коэффициент теплоотдачи при поперечном обтекании дымовыми газами пакета труб экономайзера парового котла. Экономайзер собран из плоских змеевиков с шахматным расположением труб диаметром и толщиной стенки 32 х 6 мм, причем /d = 2,4 , а /d = 1,8 , а число рядов равно 40. Скорость газов в узком сечении  = 14 м/с. Их температура на входе в пакет труб 520  ͦ C, а на выходе из него 380  ͦ C.

Стоимость: 90 руб

4.27. Как изменится α в задаче 4.26, если шахматный порядок расположения труб заменить коридорным ?

Стоимость: 60 руб

5.3. Рассчитайте средний коэффициент теплоотдачи при течении трансформаторного масла по трубке диаметром d = 8 мм и длиной l = 1,2 м. Температура стенки  = 60  ͦ C, а  = 40  ͦ C. Скорость течения масла ω = 0,6 м/с.

Стоимость: 120 руб

5.4. В трубе диаметром d = 14 мм движется вода. Если средняя температура  = 50  ͦ C, а число Re = 1500. Вычисление отношения  /d и значения α за пределами  . Физические свойства воды считайте постоянными,  = const.

Стоимость: 60 руб

5.10. Найдите коэффициент теплоотдачи от стенки трубы диаметром 32 х 6 мм к воде в экономайзере парового котла. Давление воды равно 30 МПа, а ее температура и скорость на входе в экономайзер составляют соответственно 270  ͦ C и 1,5 м/с. Температура на выходе из экономайзера равна 320  ͦ C.

Стоимость: 120 руб

5.15. Найдите средний коэффициент теплоотдачи при движении дымовых газов по трубам воздухоподогревателя парового котла. Средняя температура дымовых газов  = 265  ͦ C, а средняя температура воздуха  = 145  ͦ C. Трубы стальные, их внутренний диаметр d = 50мм, толщина стенки δ = 1,5 мм. Коэффициент теплоотдачи от стенок труб к воздуху = 76 Вт/(*K). Скорость дымовых газов составляет 14 м/с.

Стоимость: 120 руб

5.18. По трубе диаметром d = 10 мм и длиной l = 2 м предполагается пропускать воду с такой скоростью, что ее массовый расход G = 0,237 кг/с. Температура воды на входе в трубку  = 200  ͦ C, а давление p = 8 МПа. Выяснить, закипит ли вода в трубке, если распределение тепловой нагрузки по ее длине будет задано в виде (x) = A cos [ π (  — ) ] , где A = 4 *  Вт/м; x – координата, отсчитываемая от входного сечения трубы.

Стоимость: 150 руб

6.3.  По трубкам парогенератора АЭС протекает теплоноситель (вода под давлением 13 МПа). Средняя температура воды t = 285  ͦ C. На наружной поверхности кипит вода (рабочее тело). Давление производимого пара p = 47 *  Па ( = 260  ͦ C). Скорость воды в трубках (их внутренний диаметр равен 13,2 мм) составляет 3 м/с. Найдите среднюю тепловую нагрузку q поверхности теплообмена. Известно, что сумма термических сопротивлений стенки трубы и оксидных пленок составляет 8,95 *  *K/Вт.

Стоимость: 90 руб

6.13. Плотность подводимого к поверхности нагрева теплового потока q = 6 МВт/. Возможен ли теплоотвод  при пузырьковом кипении воды (p = 4,7 МПа) ?

Стоимость: 90 руб

6.14. Рассчитайте температуру поверхности нагрева (горизонтальная трубка диаметром d = 12 мм) для случаев: а) режим кипения воды пузырьковый;  б) режим кипения пленочный. Для обоих случаев q = 1,54 *  Вт/, p = 0,101 МПа.

Стоимость: 120 руб

6.21. Экранная поверхность нагрева парового котла выполнена из труб диаметром и толщиной стенки 40 x 5 мм. Теплопроводность стенок труб λ = 40 Вт/(м*K). Рассчитайте температуры внутренней и незагрязненной наружной поверхностей труб при движении в них кипящей воды (пузырьковый режим). Давление p = 18,67 МПа; массовая скорость  = 1500 кг/(/с). Считайте, что плотность теплового потока q = 3 *  Вт/ равномерно распределена по наружному периметру труб.

Стоимость: 120 руб

6.23. В равномерно обогреваемую трубку поступает вода со следующими параметрами: t = 240  ͦ C; p = 6,42 МПа; ω = 0,6 м/с. Внутренний диаметр трубы d = 14 мм, ее длина l = 3,5 м. Тепловая нагрузка на внутренней поверхности q = 150 кВт/ . Найдите длину участка подогрева воды до температуры насыщения  (длину экономайзерного участка); координату точки А начала поверхности кипения  ; расходное массовое паросодержание на выходе их трубы  и температуру стенки  на участке кипения насыщенной жидкости.

Стоимость: 150 руб

6.25. В трубе диаметром d = 8 мм в условиях вынужденного движения кипит вода при p = 11,8 МПа. Массовый расход смеси G = 0,0502 кг/с. При каком паросодержании возникает кризис теплообмена второго рода ?

Стоимость: 60 руб

6.27. В трубку диаметром d = 8 мм поступает вода с температурой  (давление p = 13,8 МПа). Ее массовая скорость  = 1000 кг/(/с). Найдите такие значения q, при которых в трубке не будет кризиса теплоотдачи первого рода. Определите так же длину участка кипения без кризиса.

Стоимость: 60 руб

7.4. На вертикальной трубе диаметром d = 40 мм и высотой h = 6 м конденсируется сухой насыщенный водяной пар ( = 180  ͦ C). Температура стенки трубы постоянна:  = 175  ͦ C. Найдите количество пара , конденсирующегося в единицу времени на участке трубы 2 ≤ x ≤ 4 м, и отношение /G ,где G – расход конденсата, образующегося на всей трубе.

Стоимость: 90 руб

7.11. Найдите, сколько пара (кг/c) конденсируется на вертикальной трубе, если известно, что  = 140  ͦ C;   = 135  ͦ C; d = 40 мм; l = 4,5 м. Как изменится расход конденсирующего пара, если на трубе равномерно расположить пять конденсатоотводящих колпачков?

Стоимость: 90 руб

7.14. Сколько конденсатоотводящих дисков следует разместить на трубе (d = 40 мм; l= 1,243 м), чтобы расположение трубы (горизонтальное или вертикальное) не сказывалось на значении коэффициента теплоотдачи α? Известно, что температура насыщения   = 100  ͦ C; температура стенки   = 90  ͦ C.

Стоимость: 60 руб

7.18. Найдите среднюю температуру стенки вертикально расположенной трубы, в которой конденсируется водяной пар при давлении  = 1,55 МПа, если известно что  = 0,8;  = 0,4; d=16 мм; l=2,5 м,  = 1,3 МВт/.

Стоимость: 120 руб

8.3. Найдите число Льюиса для влажного воздуха, температура которого t = 20  ͦ C, давление p = 0,101 МПа, относительная влажность φ = 0,7.

Стоимость: 150 руб

8.4. Плоское влажное изделие длиной  = 0,5 м продольно омывается потоком сухого воздуха, для которого температура = 20  ͦ C, давление p = 0,202 МПа, скорость  = 1 м/с. Температура изделия постоянна по всей длине (= 20  ͦ C). Найдите коэффициент массоотдачи при x=.

Стоимость: 120 руб

8.5. Найдите плотность диффузионного потока массы пара  теплового потока, подводимого к межфазной границе со стороны жидкой фазы,  и теплового потока от межфазной границы в паровоздушную среду  для условий задачи 8.4 с той лишь разницей, что температура изделия   = 30  ͦ C. Найдите также скорость стефанового потолка массы  на поверхность пластины.

Стоимость: 150 руб

8.16. Капля воды находится во влажном воздухе. Парциальное давление водяного пара равно 7,01* Па, а полное давление составляет 9,01* Па. В данный момент времени диаметр капли составляет d = 2 мм, а ее температура = 86  ͦ C. Найдите плотность диффузионного потока , плотность полного потока , скорость стефановского потока , а также плотность теплового потока  на поверхности капли. Движением капли относительно воздуха пренебречь и считать, что Le = 1.

Стоимость: 120 руб

8.21. Термометр, обернутый влажной тканью, поперечно омывается потоком воздуха, параметры которого  = 20  ͦ C; p = 0,101 МПа; φ = 70 %. Найдите температуру термометра.

Стоимость: 120 руб

8.22. Капля воды диаметром d = 0,5 мм попадает в поток перегретого пара. Температура капли равна 200  ͦ C, а давление – 0,101 МПа. Оцените время испарения капли. Считайте, что относительная скорость движения капли равна нулю.

Стоимость: 120 руб

9.5. На вертикальной плоской стенке, температура которой  = 78  ͦ C, происходит пленочная конденсация водяного пара из паровоздушной смеси. Давление равно 7* Па, парциальное давление воздуха вдали от стенки составляет 2,264* Па. Паровоздушная смесь движется сверху вниз со скоростью 8 м/с. Пренебрегая динамическим воздействием потока смеси на стекающую пленку, найдите для сечения x = 0,1 м температуру поверхности , плотность отводимого стенкой теплового потока .

Стоимость: 150 руб

10.5. В космическом пространстве на околоземной орбите вращается сферическая частица метеорита. Найти температуру частицы, когда она находится на солнечной стороне Земли. Плотность потока излучения солнца на площадке, разложенной перпендикулярно лучам вблизи Земли, но за пределами ее атмосферы, равна 1,55 кВт/. Принять: а)частица – серое тело; б)степень черноты частицы ε = 0,1 , а поглощательная способность А = 0,2.

Стоимость: 90 руб

10.7. На рисунке показана схема пирометра – прибора для измерения высоких температур. Нить лампы пирометра нагревается до такой температуры, при которой ее яркость совпадает с яркостью данного тела. Степень черноты тела при λ = 0,65 мкм  = 0,8. Чему равна температура тела, если по шкале прибора, отградуированной по излучению абсолютно черного источника, T = 1900 K?

Стоимость: 90 руб

10.10. Чему равны степень черноты серого тела и значение   при температуре T = 800 K, если  = 60 кВт/,  = 48 кВт/ ?

Стоимость: 60 руб

10.25. Излучающая система имеет форму цилиндра конечной длины (d = 1,2 м; h = 2 м). Для одного основания цилиндра  = 1000 K;  = 0,8 , для другого  = 800 K;  = 0,6. Для боковой поверхности  = 500 K;  = 0,9. Найти , , .

Стоимость: 120 руб

10.31. Выполните расчет теплообмена излучением между поверхностями плоской ребристой стенки. Размер ребер, перпендикулярных к плоскости чертежа, значительно больше l. Температура стенки (та же, что и температура основания ребра) равна 373 K, а температура воздуха на стороне ребристой стенки составляет 293 K. Вдоль ребра температура изменяется по закону : T = 293 + 80  , где x – координата, отсчитываемая от основания ребра, м; l = 0,08 м. Размер a = 0,04 м. Степень черноты поверхности ребер и неоребренной поверхности стенки ε = 0,8.

Стоимость: 180 руб

11.3. Камера, имеющая форму параллелепипеда со сторонами 1 м, 2 и 3 м, заполненная продуктами сгорания  и . Температура газов T = 1500 K. Полное давление смеси 0,101 МПа, а парциальное давление  = 10 кПа,  = 20 кПа. Найти среднюю плотность потока собственного излучения данной среды на стенке камеры.

Стоимость: 90 руб

11.5. Газообразные продукты сгорания (p = 0,101 МПа) омывают поверхность труб конвективного пароперегревателя парового котла. Объемная доля   = 0,11, объемная доля   = 0,13, температура продуктов сгорания  = 950  ͦ C, температура труб  = 500  ͦ C. Трубы расположены в шахматном порядке; их диаметры d = 38 мм, продольный и поперечный шаги /d=/d=2. Степень черноты труб  = 0,8. Найти плотность потока результирующего излучения на стенках труб и коэффициент теплоотдачи излучением.

Стоимость: 120 руб

12.5. В трубчатом прямоточном теплообменнике теплоноситель охлаждается от температуры  = 350  ͦ C до  = 120  ͦ C. Известно, что = 0,946 кг/с;   = 1,0 кДж/ (кг * K); = 0,866 кг/с;   = 4200 кДж/ (кг * K);  = 200 Вт/(*K);  = 1500 Вт/(*K);  = 80  ͦ C. Термическим сопротивлением стенки трубы можно пренебречь. Найти  и  в сечении, отстоящем от выхода теплоносителя на расстоянии 0,25h, где h – высота теплообменника.

Стоимость: 150 руб

12.14. Произвести тепловой и гидравлический расчеты вертикального пароводяного теплообменника, предназначенного для подогрева воды от температуры  = 45  ͦ C до  = 105  ͦ C. Расход воды = 125 кг/с, давление = 0,2 МПа. Параметры пара на входе: = 0,45 МПа;  = 150  ͦ C. Вода движется по трубам ( = 20 мм; = 24 мм; латунь) со скоростью  = 1 м/с. Пар движется в межтрубном пространстве с малой скоростью и полностью конденсируется. Найти площадь поверхности нагрева F, высоту теплообменника h, диаметр корпуса D, гидравлическое сопротивление по воде Δp, мощность N на перекачку воды.

Стоимость: 150 руб

12.23. Произвести тепловой расчет змеевикового экономайзера, предназначенного для подогрева воды в количестве = 125 кг/с от температуры  = 94  ͦ C до  = 190  ͦ C (= 3 МПа). Скорость воды в стальных трубах (Ст.30; = 44 мм; = 51 мм) равна  = 0,5 м/с. Дымовые газы: = 350 кг/с;  = 400  ͦ C;  = 10 м/с (в узком сечении шахматного пучка). Поперечный шаг =1,8 , продольный =1,6 . Найти F, число параллельно выполненных змеевиков n, длину отдельного змеевика l.

Стоимость: 150 руб

12.24. Выполнить тепловой и гидравлический расчет экономайзера парового котла, состоящего из двух параллельно включенных половин с двухсторонним движением воды. Поверхность нагрева – плоские змеевики из труб 32×3,5 мм Ст. 20. Расположение труб – шахматное: s1/d = 2,5; s2/d = 2,1. Расход продуктов сгорания G1 = 450 кг/с, их температура перед экономайзером t1′ = 610 ºC. Давление и температура воды на входе p2 = 16МПа и t2= 165 ºC. Температура воды на выходе t2′′ = 315 ºC. Расход воды G2 = 100 кг/с. Размеры конвективной шахты aш = 20,1 м, bш = 10м (длина коллектора). Продукты сгорания содержат по объему 13 % CO2 и 9 % H2O. Найти площадь поверхности теплообмена F, высоту экономайзера h, а также гидравлическое сопротивление по газу и по воде p1 и p2 (рис. 12.4)

12.4

12.30. Выполнить тепловой расчет испарителя энергетической установки с натриевым теплоносителем. Испаритель представляет собой вертикальный кожухотрубный противоточный теплообменный аппарат. В межтрубном пространстве сверху вниз протекает натрий. Температура натрия на входе  = 500  ͦ C, на выходе  = 350  ͦ C. Поверхность теплообмена выполнена из нержавеющих стальных труб 16 х 2,5 мм. В трубных досках трубы расположены по сторонам правильных шестиугольников с шагом 30 мм. В испарителе происходит нагревание питательной воды до температуры насыщения , ее испарения, а так же перегрев пара на величину равную 25  ͦ C . Расход воды = 22,85 кг/с, ее температура, давление и скорость на входе равны соответственно  = 220  ͦ C ; = 13 МПа;  = 1,1 м/с. Найти площадь поверхности теплообмена F и испарителя h;  – площадь участка между входным сечением и сечением, в котором температура воды равна ;  — площадь участка с кипением ненасыщенной жидкости, на котором паросодержание x меньше граничного паросодержания ;  – площадь участка с ухудшенной теплоотдачей при кипении воды;  – площадь участка перегрева пара.

Стоимость: 270 руб

12.32. В теплообменном аппарате на наружной поверхности вертикально расположенной латунной трубы с диаметром и толщиной стенки  x δ = 19 x 1,5 мм конденсируется сухой насыщенный водяной пар ( = 1,55 МПа;  = 200  ͦ C). По трубе сверху вниз протекает вода, расход которой G = 0,12 кг/с. Давление воды p = 2,0 МПа, ее температура на входе в трубу  = 120  ͦ C, а на выходе из нее  = 180  ͦ C. Найдите высоту трубы.

Стоимость: 180 руб

Есть готовые решения этих задач, контакты

Запись опубликована в рубрике Задачи, Тепломассообмен с метками , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *