2.2. Конвективный теплообмен

Задача 5.

Определить среднее значение коэффициента теплоотдачи α и количество передаваемой теплоты Q при течении теплоносителя в горизонтальной трубе диаметром d мм и длиной l м, если средняя скорость течения м/с, средняя температура теплоносителя_ж °С, средняя температура стенки _с °С.

Задача 6.

Определить средний коэффициент теплоотдачи от воздуха для n-рядного пучка труб диаметром d мм. Средняя температура воздуха _ж °С, средняя скорость в самом узком сечении пучка м/с, угол атакиφ°.

Задача 7.

Определить потерю теплоты путем свободной конвекции от трубы диаметром d мм и длиной l м к воздуху, если средняя температура поверхности трубы _с °С, а средняя температура воздуха _ж °С.

Задача 8.

Определить эквивалентный коэффициент теплопроводности и потери теплоты при свободной конвекции в плоской воздушной или водяной прослойке (щели) с поперечным размером δ мм, расположенной между нагретой и холодной поверхностями с температурами _C1 °С и _C2 °С.

Задача 9.

Вычислить средний коэффициент теплоотдачи при кипении воды и количество пара, получаемое в испарителе за 1 час, если общая поверхность испарения составляет F м², средняя температура стенки испарителя _с °С, давление пара р MПа.

Задача 10.

Определить средний коэффициент теплоотдачи от пара к трубе (горизонтальной или вертикальной) конденсатора и количество конденсата, образующегося за 1 час, если труба имеет наружный диаметр d мм, длину (высоту) l м и среднюю температуру поверхности _с °С. На поверхности трубы конденсирует­ся сухой насыщенный пар при давлении p МПа.

2.3. Теплообмен излучением

Задача 11.

Обмуровка топочной камеры парового котла выполнена из шамотного кирпича, а внешняя облицовка из листовой стали. Расстояние между обшивкой и кирпичной кладкой мало по сравнению с размерами стенок топки. Вычислить потери теплоты в окружающую среду с единицы поверхности за счет лучистого теплообмена между поверхностями обмуровки и обшивки, если температура внешней поверхности обмуровки t₁ °С, а температура стальной обшивки t₂ °С. Степень черноты шамота ε₁ = 0,8, а листовой стали ε₂ = 0,6.

Задача 12.

Между двумя поверхностями с температурами T₁ K и T₂ K установлен экран. Материалы поверхностей и экрана одинаковы: c₁ = c₂ = c_э Вт/(м²∙K⁴). Определить лучистый поток между этими поверхностями через экран и температуру экрана. Как изменится лучистый поток, если экран убрать?

Задача 13.

Вычислить степень черноты продуктов сгорания при общем давлении в топке p = 0,1 MПа и температуре t °С, если парциальное давление водяных паров MПа, парциальное давление углекислоты MПа. Объем топки V м³, общая площадь поверхности ее стен F м².

2.4.Теплопередача и теплообменные аппараты

Задача 14.

В воде-водяном теплообменнике охлаждается пресная вода из системы охлаждения ДВС от °C до °C. Для охлаждения используется забортная вода с температурой °C. Расход пресной воды G₁ кг/с, расход забортной воды G₂ кг/с, коэффициент теплопередачи k = 800 Вт/(м²∙K). Определить площадь поверхности теплообмена при прямотоке и противотоке при условии, что теплоемкость пресной воды c_p1 = 4,19 кДж/(кг∙K), забортной воды c_p2 = 3,85 кДж/(кг∙K).

Задача 15.

В трубчатом подогревателе судовой адиабатной опреснительной установки подогревается забортная вода от °C до =90 °С; расход водыG₂ кг/с, а ее средняя теплоемкость c_p2 = 3,9 кДж/(кг∙K). Подогрев происходит за счет конденсации сухого насыщенного пара с давлением p MПа. Средний коэффициент теплопередачи k = 2800 Вт/(м²∙K). Определить расход конденсирующегося пара и площадь поверхности нагрева подогревателя.

Задача 16.

Для подогрева мазута от температуры °C до = 95 °С используется сухой насыщенный пар с давлениемр MПа. Пар конденсируется на внешней поверхности трубчатого подогревателя. Определить среднелогарифмический температурный напор. Какую погрешность внесем в расчет, если заменим его среднеарифметическим температурным напором?