Теплотехника ТТ.146

ТТ.146

Часть задач есть решенные, контакты

№7-9

Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при v = const определить параметры в характерных точках, полученную работу, термический к.п.д., количество подведенного и отведенного тепла, если дано: р₁ = 1 бар; t₁ = 20ºС; степень сжатия ε = 3,6; степень повышения давления λ = 1,7; k = 1,4. Построить цикл в pv – координатах. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной.

№16-17

Воздух при давлении р₁ = 1,2 бар и температуре t₁ = 27 ^оС вытекает из резервуара. Найти значение р₂, при котором теоретическая скорость адиабатного истечения будет равна критической, и величину этой скорости.

№16-18

Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при р = const определить параметры в характерных точках, полезную работу, количество подведенного и отведенного тепла и термический к.п.д., если дано: р₁ = 1 бар; t₁ = 20 ^оС; степень сжатия ε = 9,8; k = 1,4; степень предварительного расширения ρ = 1,58. Построить цикл в pv – координатах. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной.

Задание №9

Рассчитать плотность теплового потока (Вт/м2), проходящего через стенку котла толщиной δ1, мм и коэффициентом теплопроводности материала λ1, Вт/(м∙°С), если с внутренней стороны стенка покрыта слоем накипи толщиной δ2, мм с коэффициентом теплопроводности λ2, Вт/(м∙°С). Температура внутренней поверхности t1, °С и наружной поверхности t3, °С. Определить температуру поверхности железного листа под слоем накипи t2, °С.

Задание №10

Паропровод диаметром d₂/d₁ мм покрыт двухслойной изоляцией. Толщина первого слоя δ₂, мм и второго слоя δ₃, мм. Коэффициенты теплопроводности трубы и изоляции соответственно равны λ₁,  λ₂ и λ₃, Вт/(м·°С). Температура внутренней поверхности паропровода t_1(вн), °С и внешней поверхности изоляции t_4(н), °С. Определить потерю теплоты 1 м трубопровода q_l (Вт/м) и температуры на поверхностях раздела отдельных слоев t₂ и t₃.

Задание №11

Полый шар внутренним диаметром d₁ и внешним d₂ покрыт снаружи изоляцией. Толщина слоя изоляции d₂. Коэффициенты теплопроводности шара и изоляции соответственно равны: l₁, l₂, соответственно. Температура внутренней поверхности корпуса t_c1, и внешней поверхности изоляции t_c3. Найти тепловой поток через стенки шара и температуру на поверхности раздела слоев t_c2.

Задание №12

Плоская стенка выполнена из кирпича толщиной δ = 200 мм. Температура ее поверхностей: t_C1 = 85 ^оС; t_C2 = 10 ^оС.  Коэффициент теплопроводности кирпича является функцией от температуры λ = λ₀(1 + β·t). Вычислить распределение температуры в стенке. Найти значения температуры в стенке при х₁ = δ/3, х₂ = 2δ/3. λ₀ = 0,836; β = 0,0007.

Задание №13-1

Определить коэффициент теплоотдачи и количество переданной теплоты при течении воды в горизонтальной трубе диаметром d и длиной l, если скорость w; температура воды t_ж; температура стенки трубы t_ст.

Задание №14-2

Цилиндрическая труба с наружным диаметром d и длиной l охлаждается поперечным потоком воды с температурой t_ж. Скорость воды w. Температура поверхности трубы t_ст. Угол атаки φ.

Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности трубы к охлаждающей воде α и количество передаваемой теплоты Q.

Задание №15

Поверхность стального изделия имеет температуру t, °С и степень черноты ε. Излучающую поверхность можно считать серой. Вычислить плотность собственного излучения Е (Вт/м²) поверхности изделия и длину волны λmax, которой будет соответствовать максимальное значение спектральной интенсивности излучения.

 Задание №16

Рассчитать тепловой поток излучением от трубы наружным диаметром d, общей длиной l, используемых для отопления помещения с температурой стен t₂, °С. Температура стенки трубы t₁, °С. Степень черноты трубы ε.

Задание №17

Нагревательную печь с целью уменьшения тепловых потерь окружили стальным экраном. Размеры печи велики по сравнению с расстоянием между ее наружной поверхностью и экраном. В результате измерений было получено, что температура наружной поверхности кладки печи равна t₁, °С, а температура стального экрана t₂, °С. Найти плотность результирующего лучистого потока (Вт/м²) от поверхности кладки к экрану, степень черноты кладки ε₁ и экрана ε₂.

Задание №18

Определить коэффициент облученности и лучистый тепловой поток между двумя стальными параллельно расположенными дисками с центрами на общей нормали. Температуры поверхностей дисков t₁, °С и t₂, °С; диски имеют одинаковые диаметры, равные d, см, расстояние между ними h, см. Степень черноты дисков ε₁ и ε₂, соответственно.

Задание №19

Плотность теплового потока от теплоизлучающей поверхности факела

Температура пламени t₀, предельная температура одежды персонала t_доп = 50°С, высоту и ширину факела пламени пожара принять равными а (м) и b (м), соответственно. На расстоянии L (м) от факела пламени пожара находится персонал в боевой одежде, готовящийся к тушению. Степень черноты факела ε_пр. Коэффициент пожарной безопасности принять равным единице.

Определить плотность теплового потока от теплоизлучающей поверхности факела пламени к теплопоглощающей поверхности персонала и сравнить полученное значение с критической плотностью для данного объекта.

Считать, что критическая плотность теплового излучения для тренированного бойца составляет q_кр = 1260 Вт/м².

Задание №20.1

Найти потери теплоты в окружающую среду с одного метра поверхности (Вт/м²) от кирпичной обмуровки котла толщиной δ, мм и температуру обмуровки t_о, °С, с коэффициентом теплопроводности λ, Вт/(м ∙ °С) при температуре дымовых газов t_г, °С, температуре наружного воздуха t_в, °С, коэффициентах теплоотдачи: от дымовых газов к стенке α₁, Вт/(м² ∙ °С) и от стенки к окружающей среде α₂, Вт/(м² ∙ °С).

Задание №20.2

Тепло от дымовых газов передается через плоскую стенку кипящей воде. Температура газов t₁, воды – t₂ = 100°С. Суммарный коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α₁, а от стенки к воде — α₂. Стенка стальная, чистая λ = 50 Вт/(м К)) толщиной δ₁.

Рассчитать:

1. Коэффициент теплопередачи.
2. Как изменится коэффициент теплопередачи если

стальную стенку заменить медной, толщиной δ₂ (λ₂ = 392 Вт/(м К)); 3.Определить также термические сопротивления, плотность теплового потока, температуры на границах слоев.

Заданы величины: t₁; α₁; α₂; δ₁; δ₂.

Задание №20.3

Тепло от дымовых газов передается через плоскую стенку кипящей воде. Температура газов t₁, воды – t₂ = 100°С. Суммарный коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α₁, а от стенки к воде — α₂. Стенка стальная, чистая (λ₁ = 50 Вт/(м К)) толщиной δ₁.

Рассчитать:

1. Коэффициент теплопередачи.
2. Как изменится коэффициент теплопередачи если

на стальной стенке со стороны воды образовалась накипь толщиной δ_н

(λ_н = 1,55 Вт/(м К)), а со стороны газа – слой сажи, толщиной δ_с (λ_с = 0,087 Вт/(м К)).

3.Определить также термические сопротивления, плотность теплового потока, температуры на границах слоев.

Заданы величины: t₁; α₁; α₂; δ₁; δ₂; δ_с; δ_н.

Задание №21

По неизолированному трубопроводу диаметром d₁/d₂, мм, проложенному на открытом воздухе, протекает вода со средней температурой t_вд, °С, температура окружающего воздуха — t_возд, °С. Определить потери теплоты с 1 м трубопровода и температуры внутренней и внешней поверхностей этого трубопровода, если коэффициент теплопроводности материала трубы равен λ Вт/(м · К), коэффициент теплоотдачи воды стенке трубы — α₁ Вт/(м² · К) и трубы окружающему воздуху — α₂ Вт/(м₂ · К).

Задание №22

Для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду необходимо изолировать паропровод диаметром d₁/d₂ (мм). Целесообразно ли применять в качестве изоляции материал, имеющий коэффициент теплопроводности λ Вт/(м · К), если коэффициент теплоотдачи с внешней стороны изоляции в окружающую среду составляет α?

Задание №23

Определить количество теплоты, передаваемой через 1 м² ребристой стенки; коэффициент оребрения которой равен F₂/F₁. Стенка выполнена из чугуна с коэффициентом теплопроводности λ Вт/(м · °С) и толщиной δ мм. Коэффициент |теплоотдачи от рабочего тела к стенке α₁ Вт/(м₂ ∙ °С) и α₂ Вт/(м² ∙ °С). Температура рабочего тела t₁ °С, а температура воздуха t₂ °С.

Часть задач есть решенные, контакты