Задачи на теплообмен часть 1
Задача 2.1 По внутренней трубе теплообменника движется четыреххлористый углерод с массовым расходом GЧХУ = 2 кг/с и охлаждается от 77 °С до 40 С (СЧХУ = 905 Дж/кг*К). Вода в кольцевом пространстве нагревается от 20 °С до 32 С (с =4190 Дж/кг*К). Определить расход воды GB, тепповую нагрузку Q и удельную тепловую нагрузку q, если поверхность теплообмена F = 12 м2.
Скачать решение задачи 2.1 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.2 В трубах подогревателя движется дихлорэтан с расходом GДХЭ = 5 кг/с и нагревается от tн = 20 С до tК =80°С. В межтрубном пространстве конденсируется насыщенный водяной пар давлением 5 ата (tконд =151.8 С, r = 2108400 Дж/кг). Определить тепловую нагрузку аппарата и расход греющего пара. Переохлаждения конденсата нет и он выходит при температуре конденсации. Тепловые потери принять в размере 3 % от тепловой нагрузки.
Скачать решение задачи 2.2 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.3 Определить тепловую нагрузку и расход греющего пара в выпарном аппарате при концентрировании раствора NaOH. Расход исходного раствора Gн =2 т/ч (0,555 кг/с), его концентрация ВН =14% масс, и температура tН=20СС. Упаренный раствор с расходам Gк = 1.17т/час (0.324кс/с) и концентрацией 24 % уходит из аппарата при температуре кипения, tкнп = 137 'С. Давление в аппарате РАП=1,6 ата (tконд/ = 113 С; r = 2221400 Дж/кг). Давление греющего пара РГР = 5 ата (tконд = 51,8 °С; r = 2108400 Дж/кг). Переохлаждения конденсата нет. Тепловые потери принять в размере 2 % от тепловой нагрузки.
Скачать решение задачи 2.3 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.4 Определить температуру наружной поверхности и потери тепла однослойной стенкой печи толщиной бсг = 0,4 м. Температура газов в печи t2 = 800 °С; температура окружающей среды toc = 20С; коэффициент теплоотдачи от печных газов а1 = 30 Вт/м2К; коэффициент теплоотдачи от стенки к окружающей среде а2 = 8 Вт/м2К. Средняя теплопроводность стенки 1,8 Вт/мК. Загрязнения поверхности не учитывать.
Скачать решение задачи 2.4 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.5 Определить коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара метанола к охлаждающей воде через стальную стенку толщиной бст = 2.мм и теплопроводностью лст = 50Вт/мК. Термическое сопротивление загрязнений со стороны пара R1 = 0,5*10^-4 м2*К/Вт, а со стороны воды R2 = 4*10^-4 м2*К/Вт. Коэффициенты теплоотдачи от пара а1 = 1125Вт/м2*К, а к охлаждающей воде а2 = 3360 Вт/м2*К. Температура конденсирующегося пара постоянна и равна t1 = 64,7 С, а средняя разность температур tcp = 39,7 К. Определить также температуры стенки со стороны пара tCT1 и со стороны воды tCT2.
Скачать решение задачи 2.5 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.6 Определить количество тепла, передаваемого через 1 м2 оребрённой стенки, коэффициент оребрения которой равен F2/F1 = 10, Стенка толщиной бСТ =12 мм выполнена из стали 30 с коэффициентом теплопроводности лСТ = 50 Вт/м*К . Коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя а1 = 300 Вт/м*К, а от стенки к холодному а2 = 15 Вт/м*К . Средняя температура горячего теплоносителя t = 120°С, а холодного t2 = 20°С. Загрязнениями поверхности стенки пренебречь.
Скачать решение задачи 2.6 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.7 Удельная тепловая нагрузка на плоскую стенку из нержавеющей стали 16 Вт/мК толщиной б = 7мм составляет 700 Вт/м2. Определить разность температур на поверхности стенки и градиент температуры.
Скачать решение задачи 2.7 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.8 Плоскую поверхность аппарата площадью 5 м2 необходимо изолировать так, чтобы потери тепла в единицу времени не превышали 2250 Вт. Температура поверхности под изоляцией 450 С, температура внешней поверхности 50 С. Определить толщину изоляции для двух случаев:
1. Изоляция выполнена из совелита (Л = 0,098 Вт/м*К).
2. Изоляция выполнена из стекловаты (Л = 0,05 Вт/м*К).
Скачать решение задачи 2.8 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.9 Стены сушильной камеры выполнены из красного кирпича толщиной б1 = 250 мм и слоя строительного войлока. Температура на внешней поверхности кирпичного слоя tСТ1 = 110 С и на внешней поверхности войлочного слоя tСГ2 = 25°С. Коэффициенты теплопроводности красного кирпича л1 = 0,7 Вт/мК и строительного войлока Л2 = 0,0465 Вт/м*К. Вычислить температуру в плоскости соприкосновения слоев и найти толщину войлочного слоя при условии, чтобы тепловые потери через 1 м стенки, камеры не превышали q = 120 Вт/м2.
Скачать решение задачи 2.9 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.10 Вычислить удельную нагрузку парового котла, имеющего чистую, незагрязненную однослойную стенку, если температура горячего теплоносителя (дымовых газов) t1 = 1000 С, а температура холодного теплоносителя (кипящей воды) t2 = 200 С. Коэффициенты теплоотдачи от газа к стенке а1 = 120 Вт/м2*К и от стенки к кипящей воде а2 = 5000 Вт/м2*К. Коэффициент теплопроводности стенки лст = 54 Вт/м*К, а ее толщина бст = 12мм.
Скачать решение задачи 2.10 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.11 Стальной трубопровод 170x5 мм покрыт слоем изоляции с коэффициентом теплопроводности лиз = 0,072 (1 + 0,363*10^-2 tнз) Вт/мК. Определить толщину изоляции, удельную тепловую нагрузку и потери тепла ки со стороны пара равна 300 С, а температура внешней поверхности изоляции не должна превышать tСТ2 = 50 С. Коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху а = 12Вт/м*К, температура окружающей среды tОС=15 С.
Скачать решение задачи 2.11 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.12 Определить потери тепла на один метр стального трубопровода 25x1,5 мм, изолированного слоем диатомита толщиной 3 см. Теплопроводность стали л = 54 Вт/мК, теплопроводность изоляции лиз = 0,04+ 3*10^-3 Вт/мК. Температура внутренней поверхности трубопровода tCT1 = 520 С, наружной поверхности изоляции tСТ2 = 70 °С.
Скачать решение задачи 2.12 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.13 По трубопроводу размером 29 х 2 мм (Л = 54 Вт/мК) покрытому теплоизоляцией толщиной биз = 25 мм (лиз = 0,07 Вт/мК) проходит насыщенный водяной пар давлением 10 ата. Определить количество пара, которое сконденсируется за сутки на участке трубопровода длиной 30 м, и температуру наружной поверхности изоляции, если коэффициент теплоотдачи от пара к стенке ав =2000 Вт/м2*К, коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции к воздуху ан = 12 Вт/м2К. Температура окружающего воздуха 10 С.
Скачать решение задачи 2.13 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.14 Резиновая пластина толщиной 2б = 20 мм, нагретая до температуры t0 = 140 С, помещена в воздушную среду с температурой tж = 15 °С. Определить температуры в середине и на поверхности пластины через 20 мин (1200 с) после начала охлаждения. Коэффициент теплопроводности резины л = 0,175 Вт/мК, теплоемкость резины ст = 1680 Дж/кгК, плотность резины рт = 1500 кг/м3. Коэффициент теплоотдачи от поверхности к окружающему воздуху а = 65Вт/м*К.
Скачать решение задачи 2.14 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.15 Определить время, по истечению которого лист стали, прогретый до температуры t0 = 500 С, будучи помещен в воздушную среду, температура которой tж = 20 С примет, температуру, отличающуюся не более чем на 0,2 С от температуры окружающей среды. Толщина листа 2б = 20м, лт = 45,2 Вт/м*К, ст = 461 Дж/кг*К, рт = 7900кг/м3. Коэффициент теплоотдачи от поверхности листа к окружающему воздуху а = 35 Вт/м2*К.
Скачать решение задачи 2.15 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.16 Определить время, необходимое для нагревания листа стали толщиной 24 мм, который имел температуру t0 = 25 С, а затем был помещен е печь с температурой tж = 600 С. Нагрев считать законченным, когда температура листа достигнет величины с = 450 °С. Коэффициент теплопроводности, теплоемкость и плотность стали равны: лт = 45,4 Вт/м*К; сТ = 502 Дж/кг*К; рт = 7800 кг/м3, а коэффициент теплоотдачи на поверхности листа а = 23.3 Вт/м2*К .
Скачать решение задачи 2.16 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.17 Вычислить потери тепла с единицы поверхности горизонтального теплообменника, корпус которого имеет цилиндрическую форму и охлаждается воздухом, движущимся за счет естественной конвекции. Наружный диаметр корпуса теплообменника D = 400 мм, температура поверхности tСТ = 370 С и температура воздуха в помещении tж = 30 С (t = 340 К).
Скачать решение задачи 2.17 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.18 С целью уменьшения тепловых потерь наружный диаметр корпуса теплообменника D = 400 мм, температура поверхности tСТ = 370 <!С и температура воздуха в помещении tж = 30 С (t = 340 К), корпус теплообменника покрыт слоем изоляции толщиной 50 мм. Температура на внешней поверхности установилась 50 С, а в помещении осталась прежней tХ = 30 С . Найти тепловые потери.
Скачать решение задачи 2.18 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.19 Определить коэффициент теплоотдачи от вертикальной плиты высотой Н = 2 м к окружающему спокойному воздуху, если температура поверхности плиты tСТ = 100 С, а температура воздуха вдали от поверхности tЖ = 20 С.
Скачать решение задачи 2.19 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.20 Определить коэффициент теплоотдачи от горизонтальной плиты, обращенной теплоотдающей поверхностью кверху, к окружающему спокойному воздуху. Размеры плиты: ахb = 2х3м2. Температура, поверхности плиты tст = 100 °С. Температура воздуха tж =20 С.
Скачать решение задачи 2.20 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.21 В масляном баке температура масла МС-20 поддерживается постоянной с помощью горизонтальных обогревающих труб диаметром d = 20 мм. Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности труб к маслу, если температура масла tж = 60 С, температура поверхности труб tсг = 90 С. Расстояние между трубами относительно велико и расчет теплоотдачи можно производить, как для одиночного цилиндра.
Скачать решение задачи 2.21 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.22 Определить эквивалентный коэффициент теплопроводности Лзка и плотность теплового потока q через вертикальную щель толщиной б = 30 мм, заполненную воздухом. Температура горячей поверхности tСТ1 =370°С и холодной tСТ2 =30 С (рис.)
Скачать решение задачи 2.2 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.23 Вычислить коэффициент теплоотдачи при течении трансформаторного масла в трубе диаметром d = 8 мм и длиной 1 м, если температура маска на входе в трубу tН = 82 С, а на выходе tк = 78 С. Средняя температура стенки tСТ = 20 С. Скорость масла w = 0.6 м/с.
Скачать решение задачи 2.23 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.24 По трубке диаметром d = 6 мм движется вода со скоростью w = 0,4 м/с. Температура стенку трубки tСТ1 = 50 С. Какую длину должна иметь трубка, чтобы при температуре воды на входе t1 = 10 С , температура на выходе из трубки была t2 = 20 С.
Скачать решение задачи 2.24 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.25 Определить коэффициент теплоотдачи от стенки трубки конденсатора к охлаждающей воде, если средняя по длине температура стенки tСТ = 28 С, внутренний диаметр трубки d = 16 мм, длина трубки LТР = 2,7м, температура воды на входе t1 = 10 С, скорость движения воды w = 2 м/с. Определить также количество передаваемого тепла.
Скачать решение задачи 2.25 (задачи ПАХТ) (цена 70р)
Задача 2.26 По трубке внутренним диаметром d = 8 мм и длиной L > 50*d движется вода со скоростью w = 1,2 м/с. С наружной стороны трубка обогревается так: что температура ее внутренней поверхности tСТ = 90 С и вода нагревается от t1 = 15 °С на входе до t2 =45 С на выходе из трубки. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к воде: среднюю по длине трубки плотность теплового потока.
Скачать решение задачи 2.26 (задачи ПАХТ) (цена 70р)