Главная страница

1 Теплопроводность. 1 Теплопроводность


Скачать 122.25 Kb.
Название1 Теплопроводность
Дата01.11.2021
Размер122.25 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файла1 Теплопроводность.docx
ТипДокументы
#260381

1 Теплопроводность
1.1 Определить тепловой поток через бетонную стену здания толщиной 200 мм, высотой 2,5 м и длиной 2 м. Температуры на поверхностях стенки tc1 = 20 оC, tc2 = -10оC, коэффициент теплопроводности  = 1,0 Вт/(мК).
Далее n – номер варианта
1.2 Определить коэффициент теплопроводности материала стенки толщиной 50 мм, если плотность теплового потока через нее (90+n) Вт/м2, а разность температур на поверхностях ∆t=20оС.

Примечание: средний коэффициент теплопроводности определяется как:
1.3 Плоскую поверхность необходимо изолировать так, чтобы потери теплоты с единицы поверхности в единицу времени не превышали (500-5n) Вт/м2. Температура поверхности под изоляцией tc1 = 450 0C, температура внешней поверхности изоляции tc2 = 50 0C. Контакт между поверхностью и изоляцией идеальный. Определить толщину изоляции для двух случаев:

1) изоляция выполнена из совелита, коэффициент теплопроводности которого

 = 0,09 + 0,0000874t;

2) изоляция выполнена из асботермита, коэффициент теплопроводности которого

 = 0,109 + 0,000146t.

1.4 Плотность теплового потока через плоскую стенку толщиной 200 мм составляет (100+10n)Вт/м2, а разность температур ее поверхностей 50 ℃. Определить коэффициент температуропроводности стенки, если ρ = 1700 кг/м3, cp = 0,88 кДж/(кг  К).
1.5 Плотность теплового потока через плоскую стенку толщиной 50 мм q=(60+n) Вт/м2. Определить разность температур на поверхностях стенки и численное значение градиента температуры в cтенке, если она выполнена:

а) из латуни  = 70 Вт/(мК); б) красного кирпича  = 0,7 Вт/(мК); в) из пробки [ = 0,07 Вт/(мК)].
1.6 Плоская стенка бака площадью 5 м2 покрыта двухслойной тепловой изоляцией. Стенка бака стальная, толщиной δ1 = 8 мм с коэффициентом теплопроводности с = 46,5 Вт/(м0С). Первый слой изоляции выполнен из новоасбозурита толщиной δ 2 = 50 мм (2 =0,144+0,00014t). Второй слой изоляции толщиной δ3 = 10 мм представляет собой известковую штукатурку ( = 0, 698 Вт/(м0С)). Температура внутренней поверхности стенки бака tс1 = 250 0С и внешней поверхности изоляции tс4 = 500С. Вычислить количество теплоты, передаваемой через стенку, температуры на границах слоев изоляции и построить график распределения температуры.

Примечание: Температура на любом расстоянии x от поверхности стенки определяется по формуле:



1.7 Стены сушильной камеры выполнены из слоя красного кирпича толщиной δ1=250 мм [1=0,7 Вт/(мК)] и из слоя строительного войлока [2=0,0465 Вт/(мК)]. Температуры на внешних поверхностях кирпичного слоя tc1 = 110 0C и войлочного tc3 = 25 0C.

Вычислить температуру в плоскости соприкосновения слоев и толщину войлочного слоя при условии, что плотность теплового потока не превышает q = 110 Вт/м2.
1.8 Стенка неэкранированной топочной камеры парового котла выполнена из пеношамота (1=0,28+0,00023t) толщиной δ1 = 125 мм и слоя красного кирпича (2 = 0,7 Вт/(мК)) толщиной δ2=500 мм. Слои плотно прилегают друг к другу. Температура на внутренней поверхности топочной камеры tc1 = 1100 оС, а на наружной tc3 = 50 оС.

Вычислить плотность теплового потока и температуру в плоскости соприкосновения слоев.

1.9 Нефтепровод с наружным диаметром 1220 мм и толщиной стенки δтр = 10 мм [тр = 55 Вт/(мК)] имеет три слоя изоляции (начиная от трубы) толщиной δ1 = 8 мм, δ2 = 12 мм, δ3 = 25 мм. Коэффициенты теплопроводности изоляции 1 = 0,0035 Вт/(мК), 2 = 0,06 Вт/(мК), 3 = 0,12 Вт/(мК). Температура на внутренней поверхности трубы tвн = 60 оС, а на наружной поверхности изоляции tнар = -5 С. Определить линейную плотность теплового потока.
1.10 Железобетонная дымовая труба [2 = 1,1 Вт/(мК)] внутренним диаметром d2 = 800 мм и наружным диаметром d3 = 1300 мм должна быть футерована внутри огнеупором [1 = 0,5 Вт/(мК)]. Определить толщину футеровки и температуру наружной поверхности трубы tс3 из условий, чтобы тепловые потери с 1м трубы не превышали 2000 Вт/м, а температура внутренней поверхности железобетонной стенки tс2 не превышала 200 С. Температура внутренней поверхности футеровки tс1 = 425 С.



_____________________________________________________________________________________
1.11 В приборе для определения коэффициента теплопроводности материалов между горячей и холодной поверхностями расположен образец из испытуемого материала. Образец представляет собой диск диаметром d, мм, и толщиной δ, мм. Температура горячей поверхности tc1,°C, холодной tc2, °C. Тепловой поток через образец после установления стационарного процесса Q, Вт. Благодаря защитным нагревателям радиальные потоки теплоты отсутствуют. Вследствие плохой пригонки между холодной и горячей поверхностями и образцом образовались воздушные зазоры толщиной δв, мм. Вычислить относительную ошибку в определении коэффициента теплопроводности, если при обработке результатов измерений не учитывать образовавшихся зазоров. Коэффициент теплопроводности воздуха в зазорах отнести к температурам соответствующих поверхностей.



Предпоследняя цифра варианта

Числовые данные




Последняя цифра варианта

Числовые данные

tс1

tс2

Q




d

δ

δв

0

210

36

51,2




0

124

22

0,12

1

205

34

50,9




1

122

21

0,11

2

200

32

50,6




2

120

20

0,1

3

195

30

50,3




3

118

19

0,09

4

190

28

50




4

116

18

0,12

5

185

26

49,7




5

114

17

0,11

6

180

24

49,4




6

112

16

0,1

7

175

22

49,1




7

110

15

0,09

8

170

20

48,8




8

108

14

0,12

9

165

18

48,5




9

106

13

0,11

1.12 Стальной трубопровод диаметром d1/d2 = 100/110 мм с коэффициентом теплопроводности λ1 = 50 Вт/(м  ℃) покрыт изоляцией в два слоя одинаковой толщины δ2 = δ3 = 50 мм. Температура внутренней поверхности трубы tс1 = 250 ℃ и наружной поверхности изоляции tс4 = 50 ℃.

Определить потери теплоты через изоляцию с 1 м трубопровода и температуру на границе соприкосновения слоев изоляции, если первый слой изоляции, накладываемый на поверхность трубы, выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности λ2 = 0,06 Вт/(м  ℃), а второй слой – из материала с коэффициентом теплопроводности λ3 = 0,12 Вт/(м  ℃).

Как изменятся тепловые потери с 1 м трубопровода, рассмотренного в задаче, если слои изоляции поменять местами, т. е. слой с большим коэффициентом теплопроводности наложить непосредственно на поверхность трубы? Все другие условия оставить без изменений.
1.13 Толщину слоя красного кирпича в стенке топочной камеры, рассмотренной в задаче 1.8, решено уменьшить в 2 раза, а между слоями поместить слой засыпки из диатомитовой крошки, коэффициент теплопроводности которой λ2 = 0,113 + 0,00023 t.

Какую нужно сделать толщину диатомитовой засыпки, чтобы при тех же температурах на внешних поверхностях стенки, потери теплоты оставались неизменными?


написать администратору сайта