РАСЧЕТЫ по ТЕПЛООБМЕНУ УрФУ
Пособие Уральского Федерального Университета г. Екатеринбург
ГОТОВЫЕ РЕШЕНИЯ ВАРИАНТОВ (Задачи с 1 по 6)
Цена ВАРИАНТА - 500 руб. (pdf) - 600 руб (word)
Задача № 1
Определить тепловой поток Q Вт, проходящий через плоскую двухслойную стенку, имеющую поверхность F, а также найти температуру на границе слоев, если известно, что стенка состоит из слоя шамота толщиной S1 и слоя тепловой изоляции толщиной S2; коэффициенты теплопроводности слоев соответственно λ1 и λ2; температура внутренней поверхности стенки t1, температура наружной поверхности t3. Как изменится величина теплового потока, если слой тепловой изоляции будет убран, а температура на наружной поверхности стенки увеличится до значения t2 = 90 °С.
Варианты Решений 3, 6 и 10 Задачи 1 с Исходными данными:
Цена Варианта - 100 руб (pdf) - 130 руб (word)
| № Варианта | F, м2 | S1, м | S2, м | λ1, Вт/(м∙К) | λ2, Вт/(м∙К) | t1, °С | t3, °С | Файл | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вариант 3 | 10,2 | 0,23 | 0,25 | 0,90 | 0,28 | 1350 | 15 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 6 | 7,5 | 0,345 | 0,115 | 1,05 | 0,28 | 1300 | 20 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 10 | 8,5 | 0,115 | 0,115 | 1,16 | 0,33 | 1200 | 20 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
Задача № 2
Для цилиндрической стенки, имеющей три слоя футеровки (Рис. 1), необходимо рассчитать: - погонную плотность теплового потока; - количество теплоты, которое теряется через всю цилиндрическую стенку длиной l; - значения температур на границе слоев. Температура внутренней поверхности t1, а температура наружной поверхности t4. Радиусы, характеризующие расположение слоев футеровки относительно оси цилиндра, равны соответственно r1; r2; r3; r4. Коэффициенты теплопроводности материалов, из которых выполнены слои футеровки, равны: λ1; λ2; λ3. Длина печи l.
Варианты Решений 3, 6 и 10 Задачи 1 с Исходными данными:
Цена Варианта - 100 руб (pdf) - 130 руб (word)
| № Варианта | l, м | r1, м | r2, м | r3, м | r4, м | λ1, Вт/(м∙К) | λ2, Вт/(м∙К) | λ3, Вт/(м∙К) | t1, °С | t4, °С | Файл | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вариант 3 | 3,0 | 1,50 | 1,74 | 1,84 | 1,90 | 1,73 | 0,9 | 0,11 | 900 | 65 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 6 | 3,2 | 1,40 | 1,61 | 1,735 | 1,80 | 1,90 | 0,85 | 0,28 | 855 | 63 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 10 | 3,8 | 1,70 | 1,83 | 1,90 | 1,95 | 1,92 | 1,04 | 0,33 | 865 | 75 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
Задача № 3
Определить время нагрева τ до заданной температуры поверхности tпов, а также температуру на оси неограниченного цилиндра tc в момент окончания нагрева. В печь, температура которой tпеч все время поддерживается постоянной, помещают длинный стальной цилиндр диаметром d. В момент загрузки в печь температура металла была равномерна по всему сечению и составляла tнач. Физические свойства стали приняты постоянными, не изменяющимися с температурой: коэффициент теплопроводности λм, теплоемкость см и плотность ρм. Коэффициент теплоотдачи (теплообмена) от печи к поверхности цилиндра принят также постоянным и равным αΣ. Металл нагревают в печи до момента достижения температуры поверхности tпов.
Варианты Решений 3, 6 и 10 Задачи 1 с Исходными данными:
Цена Варианта - 100 руб (pdf) - 130 руб (word)
| № Варианта | tпеч, °С | d, м | tнач, °С | λм, Вт/(м∙К) | см, Дж/(кг∙К) | ρм, кг/м3 | αΣ, Вт/(м2∙К) | tпов, °С | Файл | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вариант 3 | 1380 | 0,15 | 20 | 39,5 | 695 | 7850 | 485 | 1200 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 6 | 1320 | 0,2 | 15 | 36 | 695 | 7840 | 442 | 1220 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 10 | 1240 | 0,12 | 15 | 35 | 705 | 7820 | 378 | 1150 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
Задача № 4
Определить потери теплоты излучением через открытое окно, расположенное в стенке печи, температура которой tпеч. Окно имеет размеры: ширина В и высота Н. Толщина стенки S. Окно открывают на время τ.
Варианты Решений 3, 6 и 10 Задачи 1 с Исходными данными:
Цена Варианта - 100 руб (pdf) - 130 руб (word)
| № Варианта | tпеч, °С | В, м | H, м | S, м | τ, с | Файл | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вариант 3 | 1100 | 1,2 | 1,0 | 0,46 | 900 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 6 | 1400 | 1,2 | 1,0 | 0,345 | 1080 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 10 | 1150 | 1,2 | 0,6 | 0,345 | 1620 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
Задача № 5
Определить коэффициент конвективного теплообмена и плотность теплового потока при движении воздуха со скоростью ωB при нормальных условиях и температуре tB по каналу, имеющему размеры поперечного сечения LxL и температуру tст. Для осуществления расчета необходимо иметь физические параметры воздуха, которые приведены в табл.3.1.
Варианты Решений 3, 6 и 10 Задачи 1 с Исходными данными:
Цена Варианта - 100 руб (pdf) - 130 руб (word)
| № Варианта | ωB, м/с | tB, °С | L, м | tст, °С | Файл | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Вариант 3 | 4 | 70 | 1,3 | 600 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 6 | 7 | 120 | 0,9 | 300 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 10 | 2 | 200 | 0,5 | 700 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
Задача № 6
Определить коэффициент конвективного теплообмена при поперечном обтекании потоком воздуха шахматного и коридорного пучка труб. Средняя действительная скорость потока составляет ω = 2 м/с, температура потока tв = 150 °С, диаметр трубы d = 0,057 м.
Варианты Решений 3, 6 и 10 Задачи 1 с Исходными данными:
Цена Варианта - 100 руб (pdf) - 130 руб (word)
| № Варианта | ω, м/с | tB, °С | d, м | φ, °C | Файл | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Вариант 3 | 2 | 50 | 0,05 | 30 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 6 | 3,5 | 80 | 0,065 | 60 | Решение (pdf) | Решение (docx) |
| Вариант 10 | 1,1 | 120 | 0,085 | 25 | Решение (pdf) | Решение (docx) |