Теплопередача ТТ.4 Глава 7

TT.4 Глава седьмая. Краснощёков

Теплоотдача при свободном движении жидкости

Часть задач есть решенные, контакты

7-1. Вычислить потери теплоты в единицу времени с 1 м² по­верхности горизонтального теплообменника, корпус которого имеет цилиндрическую форму и охлаждается свободным потоком воздуха. Наружный диаметр корпуса теплообменника d = 400 мм, температура поверхности t_c = 200°С и температура воздуха в помещении t_ж = 30°C (рис. 7-1).

7-2. В целях уменьшения тепловых потерь в условиях задачи 7-1 корпус теплообменника покрыт слоем тепловой изоляции.

Найти тепловые потери q, Вт/м², с поверхности теплообменника, если после наложения слоя тепловой изоляции толщиной 50 мм температура на внешней поверхности изоляции установилась t_с = 50°С, а температура в помещении осталась прежней, т. с. t_ж = 30°С.

Стоимость: 150 руб

7-3. В котельной проложены дна горизонтальных паропровода диаметрами d₁ = 50 мм и d₂ = 150 мм. Оба паропровода имеют оди­наковую температуру поверхности t_с = 450°С. Температура окружа­ющего воздуха t_ж = 50°С. Паропроводы проложены друг от друга на расстоянии, исключающем взаимное тепловое влияние.

Найти отношения коэффициентом теплоотдачи α₁/α₂ и потерь теплоты с 1 м q_г1/q_г2 паропроводов.

Стоимость: 180 руб

7-4. Решить задачу 7-3 при условии, что после покрытия проводов тепловой изоляцией на наружных поверхностях установи­лась температура t_с = 70°С. Наружный диаметр изоляции первого паропровода d₁ = 100 мм и второго d₂ = 350 мм. Температура окру­жающего воздуха остается, как и а задаче 7-3, t_ж = 50°С.

Стоимость: 180 руб

7-5. Определить коэффициент теплоотдачи от вертикальной пли­ты высотой Н = 2 м к окружающему спокойному воздуху, если известно, что температура поверхности плиты t_с = 100°С, температура окружающего воздуха вдали от поверхности t_ж = 20°С.

7-6. Как изменится коэффициент теплоотдачи от вертикальной нлнты к окружающему воздуху в условиях задачи 7-5, если высоту плиты увеличить в 2 раза, а нее другие условия оставить без изме­нений.

Стоимость: 180 руб

7-7. Электропроводящая шина прямоугольного сечения 100 х 3 мм. расположенная на ребре, охлаждается свободным потоком воздуха с температурой 25°С. В условиях длительной нагрузки температура шины не должна превышать 70°С.

Вычислить коэффициент теплоотдачи α на поверхности шины и допустимую силу тока в шине для указанных условий. Удельное электросопротивление материала шины ρ = 0,13 Ом · мм²/м.

7-8. Как изменятся коэффициент теплоотдачи и допустимая си­ла тока, если температура шины должна оставаться, как в задаче 7-7, t_с = 70°С, а эксплуатация системы электропередачи ведется в зимних условиях и среднюю температуру окружающего воздуха можно принять равной t_ж = –10°С?

7—9. Определить допустимую силу тока для нихромовой прово­локи диаметром 0,5 мм из условия, что ее температура не будет превышать 300°С. Сопротивление 1 м проволоки при t_с = 300°С R = 6 Ом/м. Температура среды, окружающей проволоку, t_ж = 20°С.

Расчет произвести для двух случаев:

а) проволока находится в спокойном воздухе;

б) проволока находится в спокойной воде под давлением, при котогюм температура насыщения превышает 300°С.

Рекомендации к решению задачи. Обычно для проволок неболь­шого диаметра (d = 0,2 ÷ 1 мм) комплекс GrРr мал по значению, и сохраняется пленочный или переходный режим течения. В случае значений GrРr < 5· 102 для расчета можно рекомендовать форму­лу [4]  = 1,18 .

При пользовании формулой (7-2) за определяющую температуру принимают t_г = 0,5(t_с + t_ж) и определяющий геометрический размер — диаметр проволоки d.

7-10. Определить коэффициент теплоотдачи от горизонтальной плиты, обращенной теплоотдающей поверхностью кверху, с размера­ми a × b = 2 × 3 м², к окружающему спокойному воздуху, если из­вестно. что температура поверхности плиты t_с = 100°С и температу­ра окружающего воздуха вдали от плиты t_ж = 20°С.

Стоимость: 120 руб

7-11. Как изменится коэффициент теплоотдачи в условиях зада­чи 7-10, если плиту расположить теплоотдающей поверхностью кни­зу, а все другие условия оставить без изменений?

Стоимость: 120 руб

7-12. В масляном бакс температура масла марки МС поддержи­вается постоянной с помощью горизонтальных обогревающих труб диаметром d = 20 мм.

Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности труб к маслу, если температура масла t_ж = 60°С, а температура поверхности труб t_с = 90°С. Расстояние между трубами относительно велико, и расчет теплоотдачи можно производить как для одиночного ци­линдра.

7—13. Определить коэффициент теплоотдачи п условиях задачи 7-12, если при той же температуре масла и том же температурном напоре тепловой поток направлен от масла к стенкам труб, при этом t_ж = 60°С и t_с = 30°С.

Стоимость: 120 руб

7-14. Определить эквивалентной коэффициент теплопроводности и плотность теплового потока q, Вт/м², через вертикальную щель толщиной δ = 20 км, заполненную воздухом. Температура горячей поверхности t_с1 = 200°С и холодной t_с2 = 80°С (рис. 7-2).

7-15. Как изменятся эквивалентный коэффициент теплопровод­ности и плотность теплового потока в условиях задачи 7-14, если щель между плоскими стенками заполнить водой под давлением, а все другие условия оставить без изменений?

Стоимость: 150 руб

7-16. Как изменится эквивалентный коэффициент теплопроводности, если толщину щели уменьшить в 2 раза, а все другие условия оставить такими, как в задаче 7-14.

Стоимость: 120 руб

7-17. В контуре для изучения гидродинамики и теплоотдачи жидкометаллических теплоносителей металл в заборном баке нагрева­ется при помощи горизонтального электрического нагревателя, имею­щего форму цилиндра диаметром 50 мм

Вычислить коэффициент теплоотдачи от поверхности нагревате­ля к металлу для случая, когда контур заполнен натрием с темпе­ратурой t_ж1 = 200°С, а температура поверхности нагревателя t_с = 400°С.

7-18. Как изменится коэффициент теплоотдачи от поверхности нагревателя к теплоносителю, если в задаче 7-17 контур заполнить:

а) литием L_i;

б) сплавом (эвтектика) 25% Nа + 75% К.

Температуры теплоносителей и поверхности нагревателя остают­ся как в задаче 7-17.

Стоимость: 180 руб

Часть задач есть решенные, контакты