Задачи по ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ УдГУ (Институт нефти и газа им. М.С.Гуцериева)
Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Термодинамика и Теплопередача» 2020 г. Ижевска
профессор С.С. Макаров
Задание № 1. Теплопроводность в многослойной плоской стенке
Цена Задания № 1 - 300 руб. (pdf)
Теплота газообразных продуктов горения топлива передается через стенку котла кипящей воде. На поверхности стенки заданы граничных условия третьего рода. Температура газов tf1 = … [°C] (графа 1); температура воды tf2 = … [°C] (графа 2); коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1 = … [Вт/(м2 · К)] (графа 3); коэффициент теплоотдачи от стенке к воде α2 = … [Вт/(м2 · К)] (графа 4). Требуется определить термические сопротивления R = 1/α1 = … [(м2 · К)/Вт], коэффициенты теплопередачи h, [Вт/(м2 · К)] и количество теплоты q, [Дж], передаваемое от газов к воде через 1 м2 поверхности стенки в секунду для следующих случаев:
а) стенка стальная, совершенно чистая, толщина δ2 = … [мм] (графа 6); λ2 = 50 Вт/(м · К);
б) стенка стальная, со стороны воды покрыта слоем накипи толщиной δ3 = … [мм] (графа 7); λ3 = 2,0 Вт/(м · К);
в) случай (б), дополнительное условие: на поверхности накипи имеется слой масла толщиной δ4 = … [мм] (графа 8); λ4 = 0,1 Вт/(м · К);
г) случай (в), дополнительное условие: со стороны газов стенка покрыта слоем сажи толщиной δ1 = … [мм] (графа 5); λ1 = 0,2 Вт/(м · К). Приняв количество теплоты для случая а) за 100%, определить в процентах количество теплоты для всех остальных слоев. Определить температуру tw = … [°C], всех слоев стенки для случая г). Условия задачи приведены в таблице 1.
Решения ВАРИАНТОВ с 1 по 30 (Задания № 1)
Варианты | tf1, ℃ | tf2, ℃ | α1, Вт/(м2 ·К) |
α2, Вт/(м2 ·К) | δ1, мм | δ2, мм | δ3, мм | δ4, мм | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Вар 01 | 1200 | 220 | 160 | 3500 | 1 | 16 | 10 | 1 | Решение |
Вар 02 | 1100 | 200 | 150 | 3000 | 2 | 14 | 5 | 0.5 | Решение |
Вар 03 | 1000 | 180 | 140 | 2500 | 1 | 12 | 4 | 1 | Решение |
Вар 04 | 900 | 160 | 130 | 2000 | 2 | 10 | 3 | 0.5 | Решение |
Вар 05 | 800 | 140 | 120 | 1500 | 1 | 8 | 2 | 1 | Решение |
Вар 06 | 850 | 150 | 60 | 1000 | 2 | 12 | 10 | 0.5 | Решение |
Вар 07 | 950 | 160 | 70 | 2000 | 1 | 14 | 9 | 1 | Решение |
Вар 08 | 1050 | 170 | 80 | 3000 | 2 | 16 | 8 | 0.5 | Решение |
Вар 09 | 1150 | 180 | 90 | 4000 | 1 | 18 | 7 | 1 | Решение |
Вар 10 | 1250 | 190 | 100 | 5000 | 2 | 20 | 6 | 0.5 | Решение |
Вар 11 | 900 | 225 | 50 | 1000 | 1 | 14 | 7 | 1 | Решение |
Вар 12 | 800 | 200 | 40 | 980 | 2 | 13 | 6 | 0.5 | Решение |
Вар 13 | 700 | 175 | 30 | 960 | 1 | 12 | 5 | 1 | Решение |
Вар 14 | 600 | 150 | 20 | 940 | 2 | 11 | 4 | 0.5 | Решение |
Вар 15 | 500 | 125 | 10 | 920 | 1 | 10 | 3 | 1 | Решение |
Варианты | tf1, ℃ | tf2, ℃ | α1, Вт/(м2 ·К) |
α2, Вт/(м2 ·К) | δ1, мм | δ2, мм | δ3, мм | δ4, мм | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Вар 16 | 575 | 110 | 55 | 2200 | 2 | 22 | 8 | 0.5 | Решение |
Вар 17 | 675 | 120 | 50 | 2100 | 1 | 24 | 7 | 1 | Решение |
Вар 18 | 775 | 130 | 45 | 2000 | 2 | 26 | 6 | 1 | Решение |
Вар 19 | 875 | 140 | 40 | 1900 | 1 | 23 | 5 | 0.5 | Решение |
Вар 20 | 975 | 150 | 35 | 1800 | 2 | 30 | 4 | 1 | Решение |
Вар 21 | 1000 | 100 | 40 | 3000 | 1 | 10 | 2 | 0.5 | Решение |
Вар 22 | 900 | 125 | 50 | 4000 | 2 | 12 | 3 | 1 | Решение |
Вар 23 | 1050 | 135 | 60 | 3500 | 1 | 14 | 5 | 0.5 | Решение |
Вар 24 | 950 | 150 | 45 | 4500 | 2 | 16 | 6 | 1 | Решение |
Вар 25 | 800 | 200 | 55 | 2000 | 0,5 | 18 | 7 | 0.5 | Решение |
Вар 26 | 850 | 210 | 65 | 2100 | 1 | 20 | 5 | 1 | Решение |
Вар 27 | 975 | 175 | 42 | 3100 | 2 | 22 | 8 | 0,5 | Решение |
Вар 28 | 400 | 100 | 15 | 1000 | 0,5 | 10 | 5 | 1 | Решение |
Вар 29 | 500 | 120 | 20 | 1250 | 1 | 12 | 8 | 0,5 | Решение |
Вар 30 | 600 | 140 | 25 | 1500 | 1,5 | 15 | 4 | 1 | Решение |
Задание № 2. Конвективный теплообмен
Цена Задания № 2 - 200 руб. (pdf)
Решения ВАРИАНТОВ с 1 - 30 (Задания № 2)
Варианты | t’1, ℃ | t’’1, ℃ | t’2, ℃ | t’’2, ℃ | m2, кг/c | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|
Вар 01 | 600 | 400 | 30 | 250 | 0,95 | Решение |
Вар 02 | 550 | 300 | 20 | 120 | 0,9 | Решение |
Вар 03 | 650 | 350 | 25 | 200 | 1,2 | Решение |
Вар 04 | 1000 | 550 | 35 | 180 | 0,75 | Решение |
Вар 05 | 1200 | 600 | 32 | 150 | 0,8 | Решение |
Вар 06 | 950 | 250 | 23 | 130 | 0,92 | Решение |
Вар 07 | 650 | 450 | 31 | 200 | 1,5 | Решение |
Вар 08 | 550 | 350 | 28 | 160 | 1,4 | Решение |
Вар 09 | 850 | 150 | 25 | 140 | 1 | Решение |
Вар 10 | 1200 | 200 | 30 | 100 | 1,3 | Решение |
Варианты | t’1, ℃ | t’’1, ℃ | t’2, ℃ | t’’2, ℃ | m2, кг/c | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|
Вар 11 | 1100 | 300 | 22 | 60 | 0,75 | Решение |
Вар 12 | 900 | 300 | 18 | 80 | 0,85 | Решение |
Вар 13 | 750 | 250 | 24 | 90 | 0,7 | Решение |
Вар 14 | 850 | 450 | 25 | 50 | 1,25 | Решение |
Вар 15 | 1200 | 600 | 35 | 70 | 1,5 | Решение |
Вар 16 | 950 | 250 | 32 | 85 | 1,2 | Решение |
Вар 17 | 650 | 450 | 23 | 200 | 0,75 | Решение |
Вар 18 | 550 | 350 | 31 | 180 | 0,8 | Решение |
Вар 19 | 850 | 150 | 28 | 170 | 0,92 | Решение |
Вар 20 | 1200 | 200 | 25 | 150 | 1,5 | Решение |
Варианты | t’1, ℃ | t’’1, ℃ | t’2, ℃ | t’’2, ℃ | m2, кг/c | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|
Вар 21 | 1100 | 300 | 30 | 140 | 1,4 | Решение |
Вар 22 | 900 | 300 | 31 | 150 | 1 | Решение |
Вар 23 | 750 | 250 | 28 | 130 | 1,3 | Решение |
Вар 24 | 850 | 450 | 25 | 200 | 0,75 | Решение |
Вар 25 | 1200 | 600 | 30 | 160 | 0,75 | Решение |
Вар 26 | 950 | 250 | 22 | 140 | 0,85 | Решение |
Вар 27 | 650 | 450 | 18 | 100 | 0,7 | Решение |
Вар 28 | 550 | 350 | 24 | 60 | 1,25 | Решение |
Вар 29 | 600 | 250 | 25 | 80 | 1,5 | Решение |
Вар 30 | 700 | 350 | 23 | 90 | 1,2 | Решение |
Задание № 3. Теплообмен излучением
Цена Задачи 3 - 100 руб. (pdf)
Стенка трубопровода диаметром d = … [мм] нагрета до температуры t1 = … [°С] и имеет коэффициент теплового излучения ε1. Трубопровод помещен в канал сечением b х h [мм], поверхность которого имеет температуру t2 = … [°С] и коэффициент лучеиспускания C2 = … [Вт/(м2 · K4 )]. Рассчитать приведенный коэффициент лучеиспускания Cпр и потери теплоты Q трубопроводом за счет лучистого теплообмена. Условия задачи приведены в таблице 3. Значения коэффициента теплового излучения материалов ε1 приведены в таблице 6 приложения 2.
Решения ВАРИАНТОВ с 1 по 30 (Задания № 3)
Варианты | d, мм | t1, ℃ | t2, ℃ | C2, Вт/(м2·K4) | b - h, мм | Материал трубы | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Вар 01 | 400 | 527 | 127 | 5,22 | 600х800 | сталь окисленная | Решение |
Вар 02 | 350 | 560 | 120 | 4,75 | 480х580 | алюминий шероховатый | Решение |
Вар 03 | 300 | 520 | 150 | 3,75 | 360х500 | бетон | Решение |
Вар 04 | 420 | 423 | 130 | 5,25 | 400х600 | железо литое | Решение |
Вар 05 | 380 | 637 | 200 | 3,65 | 550х500 | латунь окисленная | Решение |
Вар 06 | 360 | 325 | 125 | 4,5 | 500х700 | медь окисленная | Решение |
Вар 07 | 410 | 420 | 120 | 5,35 | 650х850 | сталь полированная | Решение |
Вар 08 | 400 | 350 | 150 | 5 | 450х650 | алюминий окисленный | Решение |
Вар 09 | 450 | 587 | 110 | 5,3 | 680х580 | латунь полированная | Решение |
Вар 10 | 460 | 547 | 105 | 5,35 | 480х600 | медь полированная | Решение |
Вар 11 | 350 | 523 | 103 | 5,2 | 620х820 | сталь шероховатая | Решение |
Вар 12 | 370 | 557 | 125 | 5,1 | 650х850 | чугун обточенный | Решение |
Вар 13 | 360 | 560 | 130 | 4,95 | 630х830 | алюминий полированный | Решение |
Вар 14 | 250 | 520 | 120 | 4,8 | 450х550 | латунь прокатная | Решение |
Вар 15 | 200 | 530 | 130 | 4,9 | 460х470 | сталь полированная | Решение |
Варианты | d, мм | t1, ℃ | t2, ℃ | C2, Вт/(м2·K4) | b - h, мм | Материал трубы | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Вар 16 | 280 | 540 | 140 | 5 | 480х500 | чугун шероховатый | Решение |
Вар 17 | 320 | 550 | 150 | 5,1 | 500х500 | алюминий окисленный | Решение |
Вар 18 | 380 | 637 | 200 | 3,65 | 550х500 | латунь полированная | Решение |
Вар 19 | 360 | 325 | 125 | 4,5 | 500х700 | медь полированная | Решение |
Вар 20 | 410 | 420 | 120 | 5,35 | 650х850 | сталь шероховатая | Решение |
Вар 21 | 400 | 350 | 150 | 5 | 450х650 | чугун обточенный | Решение |
Вар 22 | 450 | 587 | 110 | 5,3 | 680х580 | алюминий полированный | Решение |
Вар 23 | 460 | 547 | 105 | 5,35 | 480х600 | латунь прокатная | Решение |
Вар 24 | 350 | 523 | 103 | 5,2 | 620х820 | сталь окисленная | Решение |
Вар 25 | 370 | 557 | 125 | 5,1 | 650х850 | алюминий шероховатый | Решение |
Вар 26 | 450 | 587 | 110 | 5,3 | 450х650 | бетон | Решение |
Вар 27 | 460 | 547 | 105 | 5,35 | 680х580 | железо литое | Решение |
Вар 28 | 350 | 523 | 103 | 5,2 | 480х600 | латунь окисленная | Решение |
Вар 29 | 370 | 557 | 125 | 5,1 | 620х820 | медь окисленная | Решение |
Вар 30 | 280 | 540 | 140 | 5 | 480х500 | сталь полированная | Решение |
ГОТОВЫЕ ВАРИАНТЫ Заданий с 1 по 3 (Zip архив pdf)
Цена ВАРИАНТА - 500 руб.