Контрольная работа № 2
Задача 2
По данным тепловых измерений средний удельный тепловой поток через ограждение изотермического вагона при температуре наружного воздуха
и температуру воздуха в вагоне составил q. На сколько процентов изменится количество тепла, поступающего в вагон за счет теплопередачи через ограждение, если на его поверхность наложить дополнительный слой изоляции из пиатерма толщиной и с коэффициентом теплопроводности ?Дано:
Решение:
Определяем из уравнения термическое сопротивление теплопередачи:
Так как в данном примере члены
и постоянны выразим RЕсли на его поверхность наложить дополнительный слой изоляции из пиатерма, то
Подставляем:
Таким образом, количество тепла уменьшиться на
Задача 12
По трубе диаметром
мм, течет вода со средней скоростью . Температура трубы на входе в трубу средняя температура внутренней поверхности трубы . На каком расстоянии от входа температура нагреваемой воды достигнетДано:
Решение:
1. Средняя разность температур
Если
, тогда .2. Движущая сила процесса теплопередачи:
°СФизические константы нагреваемой жидкости:
- коэффициент теплопроводности - коэффициент теплоемкости - кинематический коэффициент вязкости - динамический коэффициент вязкостиОпределяем среднее значение конвективной передачи использую следующие зависимости:
где:
критерий Рейнольдса - Критерий Прандтля - коэффициент температуропроводностиОпределяем Нуссельта
Отсюда:
Удельная тепловая нагрузка со стороны нагреваемой жидкости
Ориентировочная площадь поверхности теплообмена:
Задаемся коэффициентом теплопередачи
из рядаИз формулы для поверхности теплообмена определяем длину трубы:
мЗадача 19
Определить тепловой поток излучением и конвекцией от боковой поверхности цилиндра диаметром
и длиной , со степенью черноты в окружающую среду имеющую температуру , если температура поверхности , а коэффициент теплопередачи конвекцией . Каково значение суммарного коэффициента теплопередачи?Дано:
Решение:
Определяем тепловой поток конвекцией:
Определяем тепловой поток излучением:
- излучательная способность абсолютно черного тела.Суммарного коэффициента теплопередачи определяется по формуле:
Задача 24
В пароводяном рекуперативном теплообменнике с площадью поверхности F вода нагревается насыщенным паром с абсолютным давлением р. Температура воды на входе
, расход ее G = 1 кг/с. Определить конечную температуру нагрева воды , если коэффициент теплопередачиДано:
Р = 0,6 МПа
Решение:
1. Уравнение теплового баланса:
2. Определяем температурный напор по формуле:
где
= 1 для прямоточной и противоточной схемепри давлении Р = 0,5 МПа температура греющего пара
Предварительно принимаем конечную температуру
°С °СЕсли
, тогда3. Расход теплоты на нагрев:
кВт4. Расход теплоты на нагрев:
где:
- теплоемкость воды. кВтРазность большая принимаем
°С кВт кВтОпределяем разность найденных значений теплоты:
Выбранная конечная температура верна: