Теория теплообмена (задачи) - 40
№1, 5. Сколько следует сжечь угля в печи (кг), КПД которой равен 70%, чтобы восполнить потерю теплоты в сутки через кирпичную стенку F=20 м2, толщиной 0,2 м, если температура внутренней поверхности стенки t1=20 оС, а внешней t2= -10 оС? (Низшая теплота сгорания угля равна 18 МДж/кг, коэффициент теплопроводности кирпичной стенки равен 0,475 Вт/(м×К) 19,45 9,77 3,89 15,56
№2, 5. Во сколько раз стальная стенка тоньше медной, если коэффициент теплопроводности стали равен 29 Вт/(м×К), а меди - 348 Вт/(м×К), при условии, что через обе стенки проходит одинаковый тепловой поток q и температуры поверхностей стенок одинаковы. в 12 раз в 6 раз в 18 раз в 14 раз
№3, 5. Через стальную стенку толщиной 2,5 мм проходит тепловой поток плотностью q, который следует определить, если t1=750 оС; t2=350 оС, а коэффициент теплопроводности стенки равен 29 Вт/(м×К). 2,32 МВт/м2 3,56 МВт/м2 4,64 МВт/м2 5,88 МВт/м2
№4, 5. Определить плотность теплового потока (МВт/м2), проходящего через стенку толщиной 10 мм, если она выполнена из меди (коэффициент теплопроводности равен 371,2 Вт/(м×К), t1-t2=300 оС. 9,76 17,85 22,34 11,14
№5, 5. Определить плотность теплового потока (МВт/м2), проходящего через стенку толщиной 10 мм, если она выполнена из стали 20 (коэффициент теплопроводности равен 46,4 Вт/(м×К), t1-t2=300 оС. 1,39 1,85 2,34 1,14
№6, 5. Определить плотность теплового потока (МВт/м2), проходящего через стенку толщиной 10 мм, если она выполнена из стали 1Х18 Н9Т (коэффициент теплопроводности равен 16,24 Вт/(м×К), t1-t2=300 оС. 0,39 0,49 0,54 0,14
№7, 5. Определить падение температуры в стенке при прохождении через стенку теплового потока плотностью q=69,6 Вт/м2, если ее толщина 100 мм и изготовлена она из латуни (коэффициент теплопроводности 69,6 Вт/(м×К). 0,01 0,1 1,0 10,0
№8, 5. Определить падение температуры в стенке при прохождении через стенку теплового потока плотностью q=69,6 Вт/м2, если ее толщина 100 мм и изготовлена она из красного кирпича (коэффициент теплопроводности 0,696 Вт/(м×К). 0,01 0,1 1,0 10,0
№9, 5. Определить падение температуры в стенке при прохождении через стенку теплового потока плотностью q=69,6 Вт/м2, если ее толщина 100 мм и изготовлена она из пробки (коэффициент теплопроводности 0,0696 Вт/(м×К). 100,0 0,1 1,0 10,0
№10, 5. Определить градиент температуры (оС/м) в стенке при прохождении через стенку теплового потока плотностью q=69,6 Вт/м2, если ее толщина 100 мм и изготовлена она из пробки коэффициент теплопроводности которой равен 0,0696 Вт/(м×К). 100,0 1000,0 1,0 10,0
№11, 5. Определить градиент температуры (оС /м) в стенке при прохождении через стенку теплового потока плотностью q=69,6 Вт/м2, если ее толщина 100 мм и изготовлена она из красного кирпича коэффициент теплопроводности которого равен 0,696 Вт/(м×К). 100,0 1000,0 1,0 10,0
№12, 5. Определить градиент температуры (оС /м) в стенке при прохождении через стенку теплового потока плотностью q=69,6 Вт/м2, если ее толщина 100 мм и изготовлена она из латуни коэффициент теплопроводности которой равен0,696 Вт/(м×К). 100,0 1000,0 1,0 10,0
№13, 5. Электрический нагреватель выполнен из нихромовой проволоки диаметром 2 мм и длиной 5 м. Он обдувается воздухом с температурой 20 оС. Определить линейную плотность теплового потока (Вт/м), если через нагреватель протекает ток равный 20 А. Удельное электрическое сопротивление нихрома равно 1,1 ом×мм2/м.
№14, 5. Электрический нагреватель выполнен из нихромовой проволоки диаметром 2 мм и длиной 5 м. Он обдувается воздухом с температурой 20 оС. Определить температуру поверхности проволоки (оС), если через нагреватель протекает ток равный 20 А. Удельное электрическое сопротивление нихрома равно 1,1 ом×мм2/м. Коэффициент теплоотдачи от поверхности нагревателя к воздуху равен 46,5 Вт/(м2×К). 189,2 405,6 499,4 480,9
№15, 5. Определить коэффициент теплоотдачи (Вт/(м2×K)) излучением от нагретой проволоки, если ее температура Tc=873 K и степень черноты равна 0,7, а температура ограждения tо=30 оС.
№16, 5. На подогрев провода d=0,5 мм, l=300 мм в час затрачивается 10,8 МДж энергии. Определить температуру (оС) поверхности провода, если степень черноты равна 0,9, а температура ограждения равна 20 оС.
№17, 5. Толщина льда в реке 100мм, температура воздуха равна -20 оС, коэффициент теплоотдачи к воздуху 10 Вт/(м2×К). Вычислить тепловой поток (Вт/м2) от воды к воздуху. (Коэффициент теплопроводности льда равен 2,25 Вт/(м×К)). 138,5 164,8 452,4 122,6
№18, 5. Толщина льда в реке 100мм, температура воздуха равна -20 оС, коэффициент теплоотдачи к воздуху 10 Вт/(м2×К). Вычислить тепловой поток (Вт/м2) от воды к воздуху, если лед покрыт слоем снега толщиной 0,5м. (Коэффициент теплопроводности льда равен 2,25 Вт/(м×К), коэффициент теплопроводности снега равен 0,465 Вт/(м×К)). 13,5 16,4 42,4 12,6
№19, 5. Паропровод диаметром d1/d2 =160/170 мм с коэффициентом теплопроводности 25 Вт/(м×К) покрыт слоем изоляции толщиной 100 мм с коэффициентом теплопроводности равным 0,101 Вт/(м×К). Определить потери теплоты q1 (Вт/м). Температура стенки со стороны пара равна 300 оС, а с внешней поверхности изоляции равна 50 оС. 203,9 260,4 147,4 168,9
№20, 5. Паропровод диаметром d1/d2 =160/170 мм с коэффициентом теплопроводности 25 Вт/(м×К) покрыт слоем изоляции толщиной 100 мм с коэффициентом теплопроводности равным 0,129 Вт/(м×К). Определить потери теплоты ql (Вт/м). Температура стенки со стороны пара равна 300 оС, а с внешней поверхности изоляции равна 50 оС. 203,9 260,4 147,4 168,9
№21, 5. Паропровод диаметром d1/d2 =160/170 мм с коэффициентом теплопроводности 25 Вт/(м×К) покрыт слоем изоляции толщиной 100 мм с коэффициентом теплопроводности равным 0,073 Вт/(м×К). Определить потери теплоты ql (Вт/м). Температура стенки со стороны пара равна 300 оС, а с внешней поверхности изоляции равна 50 оС. 203,9 260,4 147,4 168,9
№22, 5. Плоская стенка с одной стороны обдувается горячим газом с температурой 100 оС и коэффициентом теплоотдачи 50 Вт/(м2×К), а с другой стороны холодным газом с температурой 0 оС и коэффициентом теплоотдачи 100 Вт/(м2×К). Толщина стенки 10 мм, коэффициент теплопроводности 1 Вт/(м×К). Со стороны горячего газа на стенку падает лучевой поток, часть которого равная 10000 Вт/(м2) поглощается поверхностью стенки. Вычислить температуру (оС) поверхности со стороны горячего газа.
№23, 5. Плоская стенка с одной стороны обдувается горячим газом с температурой 100 оС и коэффициентом теплоотдачи 50 Вт/(м2×К), а с другой стороны холодным газом с температурой 0 оС и коэффициентом теплоотдачи 100 Вт/(м2×К). Толщина стенки 10 мм, коэффициент теплопроводности 1 Вт/(м×К). Со стороны горячего газа на стенку падает лучевой поток, часть которого равная 10000 Вт/м2 поглощается поверхностью стенки. Вычислить тепловой поток через стенку (Вт/м2).
№24, 5. Плоская стенка с одной стороны обдувается горячим газом с температурой 100 оС и коэффициентом теплоотдачи 50 Вт/(м2×К), а с другой стороны холодным газом с температурой 0 оС и коэффициентом теплоотдачи 100 Вт/(м2×К). Толщина стенки 10 мм, коэффициент теплопроводности 1 Вт/(м×К). Со стороны горячего газа на стенку падает лучевой поток, часть которого равная 10000 Вт/м2 поглощается поверхностью стенки. Вычислить температуру (оС) поверхности со стороны холодного газа.
№25, 5. Вычислить допустимую силу тока (А) для медного провода диаметром 2мм, покрытого резиновой изоляцией толщиной 1мм, при условии, что температура резины на границе с металлом не должна превышать 60 оС, а на внешней поверхности изоляции 40 оС. Теплопроводность резины 0,15 Вт/(м×К). Электрическое сопротивление медного провода Rl=0,005 Ом/м. 50,4 65,7 73,5 87,9
№26, 5. Стальная труба диаметром 34/42 мм снаружи обогревается газом. Температура газа 1400 оС, коэффициент теплоотдачи 400 Вт/(м2×K). Изнутри труба охлаждается водой, температура которой равна 200 оС, коэффициент теплоотдачи 5000 Вт/(м2×К). Определить линейную плотность теплового потока (Вт/м). Коэффициент теплопроводности стали равен 40 Вт/(м×К).
№27, 5. Стальная труба диаметром 34/42 мм снаружи обогревается газом. Температура газа 1400 оС, коэффициент теплоотдачи 400 Вт/(м2×K). Изнутри труба охлаждается водой, температура которой равна 200 оС, коэффициент теплоотдачи 5000 Вт/(м2×К). Определить температуру наружной поверхности трубы (оС). Коэффициент теплопроводности стали равен 40 Вт/(м×К).
№28, 5. Стальная труба диаметром 34/42 мм снаружи обогревается газом. Температура газа 1400 оС, коэффициент теплоотдачи 400 Вт/(м2×K). Изнутри труба охлаждается водой, температура которой равна 200 оС, коэффициент теплоотдачи 5000 Вт/(м2×К). На внутренней поверхности трубы образовался слой отложений солей толщиной 0,3мм (коэффициент теплопроводности отложений равен 0,2 Вт/(м×К)). Определить линейную плотность теплового потока (Вт/м). Коэффициент теплопроводности стали равен 40 Вт/(м×К).
№29, 5. Стальная труба диаметром 34/42 мм снаружи обогревается газом. Температура газа 1400 оС, коэффициент теплоотдачи 400 Вт/(м2×K). Изнутри труба охлаждается водой, температура которой равна 200 оС, коэффициент теплоотдачи 5000 Вт/(м2×K). На внутренней поверхности трубы образовался слой отложений солей толщиной 0,3мм (коэффициент теплопроводности отложений равен 0,2 Вт/(м×К)). Определить температуру наружной поверхности трубы (оС). Коэффициент теплопроводности стали равен 40 Вт/(м×К).
№30, 5. Стальная труба диаметром 34/42 мм снаружи обогревается газом. Температура газа 1400 оС, коэффициент теплоотдачи 400 Вт/(м2×K). Изнутри труба охлаждается водой, температура которой равна 200 оС, коэффициент теплоотдачи 5000 Вт/(м2×K). На внутренней поверхности трубы образовался слой отложений солей толщиной 0,3мм (коэффициент теплопроводности отложений равен 0,2 Вт/(м×К)). Определить температуру внутренней поверхности трубы (оС). Коэффициент теплопроводности стали равен 40 Вт/(м×К).
№31, 5. Стальная труба диаметром 34/42 мм снаружи обогревается газом. Температура газа 1400 оС, коэффициент теплоотдачи 400 Вт/(м2×K). Изнутри труба охлаждается водой, температура которой равна 200 оС, коэффициент теплоотдачи 5000 Вт/(м2×K). Определить температуру внутренней поверхности трубы (оС). Коэффициент теплопроводности стали равен 40 Вт/(м×К).
№32, 5. Какая должна быть степень черноты экрана блока защиты, чтобы тепловые потери с поверхности этого блока за счет излучения не превышали 750 Вт/м2, если температура поверхности экрана равна 80 оС. Коэффициент теплоотдачи с внешней поверхности экрана к окружающему воздуху равен 10 Вт/(м2×K). Температура окружающей среды и ограждений равна 20 оС. 0,786 0,231 0,324 0,564
№33, 5. Определить необходимую толщину слоя (мм) изоляции стены холодильника из условия, что удельный тепловой поток не должен превышать 10 Вт/м2. Температура внутренней поверхности t1= -23 оС, наружной t2 = 33 оС. Коэффициент теплопроводности изоляции равен 0,05 Вт/(м×К).
№34, 5. Между камерами холодильника установлена перегородка из пенобетона (коэффициент теплопроводности равен 0,26 Вт/(м×К) с нанесенными по обеим сторонам слоями штукатурки (коэффициент теплопроводности равен 0,7 Вт/(м×К) толщиной 20 мм. Разность температур на поверхностях стены равна 8 оС. Определить необходимую толщину перегородки (мм) из условия, чтобы удельный тепловой поток не превышал 15 Вт/м2.
№35, 5. Определить коэффициент теплопроводности (Вт/(м×К) материала стены, если при толщине стены 100 мм и разности температур на поверхностях стены равной 30 оС, удельный тепловой поток равен 150 Вт/м2. 0.2 0.3 0.5 0.7
№36, 5. Теплоизоляция пола холодильной камеры выполнена засыпкой из керамзитового гравия. Разность температур на поверхностях засыпки равна 18 оС. Определить необходимую толщину изоляционного слоя (мм) из условия, чтобы удельный тепловой поток не превышал 12 Вт/м2. Коэффициент теплопроводности керамзитового гравия равен 0,361 Вт/(м×К). №37, 5. Наружная стена здания выложена в два кирпича (толщина 510 мм) с бетонной штукатуркой (толщиной 10 мм) обоих поверхностей. Температура наружной поверхности 20 оС, внутренней 22 оС. Определить удельный тепловой поток (Вт/м2). Коэффициенты теплопроводности кирпичной кладки и штукатурки равны соответственно 0,81 и 0,78 Вт/(м×К).
№38, 5. Между двумя плоско-параллельными пластинами происходит лучистый теплообмен. Температура стальной окисленной пластины t1=400 оС, окисленной медной пластины t2=30 оС. Определить удельный тепловой поток (Вт/м2). Степени черноты стальной и медной пластин равны соответственно 0,80 и 0,56.
№39, 5. Между двумя плоско-параллельными пластинами происходит лучистый теплообмен. Определить приведенную степень черноты, если степени черноты стальной и медной пластин равны соответственно 0,80 и 0,56. 0.44 0.39 0.49 0.54
№40, 5. Определить теплоту излучения (Вт) стального неизолированного трубопровода диаметром 125 мм и длиной 50 м, если температура его поверхности t1=90 оС, а температура стен t2=18 оС. Степень черноты поверхности трубопровода равна 0,55.
Рассмотрено на заседании Нормоконтролёр, кафедры, протокол № _______ отв. по стандартизации от _______________2009г. __________ А.П. Безгубов Заведующий кафедрой __________ Н.Н. Фролов
|
