Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Контрольная работа №2. (к разделу Основы тепло- и массообмена)
|
|
(к разделу " Основы тепло- и массообмена")
Задача 1. По трубопроводу с внешним диаметром dн и толщиной стенки d течет газ со средней температурой tГ. Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке a1. Снаружи трубопровод охлаждается водой со средней температурой tВ. Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде a2.
Определить коэффициент теплопередачи от газа к воде, погонный тепловой поток и температуры внутренней и наружной поверхностей трубы. Данные для решения задачи выбрать из таблицы 6.
v Тепловой режим считать стационарным. Решение задачи базируется на теме «Теплопередача через цилиндрическую стенку».
v Лучистым теплообменом пренебречь.
Таблица 6.
| Последняя цифра шифра | tГ, °С | d н, мм | d, мм | Предпоследняя цифра шифра | tВ, °С | a1 | a2 |
Задача 2. Определить потери теплоты в единицу времени с одного погонного метра горизонтально расположенной цилиндрической трубы диаметром d в окружающую среду, если температура стенки трубы tс, а температура воздуха tв. Данные для решения приведены в таблице 7.
v Коэффициент теплоотдачи определять из критериальных уравнений теплоотдачи при поперечном обтекании. Особое внимание обратить на вид конвекции, режим течения и определяющую температуру. Теплофизические параметры воздуха рассчитывать с использованием линейной интерполяции по температуре.
v Лучистым теплообменом пренебречь.
Таблица 7.
| Последняя цифра шифра | tС, °С | tВ, °С | Предпоследняя цифра шифра | d н, мм | Вид конвекции |
| свободная | |||||
| вынужденная (1 м/с) | |||||
| смешанная (0, 1 м/с) | |||||
| свободная | |||||
| вынужденная (3 м/с) | |||||
| смешанная (0, 05 м/с) | |||||
| свободная | |||||
| вынужденная (5 м/с) | |||||
| -10 | вынужденная (10 м/с) | ||||
| -20 | вынужденная (15 м/с) |
Задача 3. Подогретый до температуры t1 мазут перевозится в цистернах диаметром d и длиной 10 метров со средней скоростью w при температуре наружного воздуха tв.
Рассчитать допустимое время транспортировки, за которое на стенке цистерны намерзает слой мазута толщиной 10 см. Определить количество теплоты, необходимое для разогрева замерзшего слоя до начальной температуры t1.
Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 8.
v Предполагается на цистерну набегает невозмущенный поток воздуха, а интенсивность охлаждения равномерно распределена по ее наружной поверхности. Коэффициент теплоотдачи рассчитывать по критериальному уравнению для пластины.
v Конвективным теплообменом внутри цистерны пренебречь и считать, что теплота передается только путем теплопроводности.
v Время промерзания определять из решения нестационарной задачи теплопроводности. Разогрев мазута рассчитывать по средней температуре замерзшего слоя.
v Плотность мазута 911 кг/м3; теплопроводность 0, 151 Вт/м/К; теплоемкость 1, 645 кДж/кг/К. Температуру застывания мазута принять равной 15°С. Теплоту фазового перехода принять равной нулю.
Таблица 8.
| Последняя цифра шифра | t 1, °С | t в, °С | Предпоследняя цифра шифра | d, м | w, км/ч |
| -15 | 1, 0 | ||||
| -20 | 1, 1 | ||||
| -25 | 1, 2 | ||||
| -30 | 1, 3 | ||||
| -35 | 1, 4 | ||||
| -40 | 1, 5 | ||||
| -45 | 1, 6 | ||||
| -50 | 1, 7 | ||||
| -55 | 1, 8 | ||||
| -60 | 1, 9 |
Задача 4. Определить плотность лучистого теплового потока между двумя параллельно расположенными плоскими стенками, имеющими температуру t1 и t2 и степени черноты e1 и e2. Как изменится интенсивность теплообмена при установке экрана со степенью черноты eэ.
v Условия теплообмена считать стационарными. Теплопроводностью и конвективным теплообменом в зазоре между пластинами пренебречь.
v В качестве экрана взять тонкий металлический лист.
Таблица 9.
| Последняя цифра шифра | e1 | e2 | eэ | Предпоследняя цифра шифра | t1, °С | t2, °С |
| 0, 50 | 0, 42 | 0, 060 | ||||
| 0, 55 | 0, 44 | 0, 055 | ||||
| 0, 60 | 0, 46 | 0, 050 | ||||
| 0, 65 | 0, 48 | 0, 045 | ||||
| 0, 70 | 0, 50 | 0, 040 | ||||
| 0, 75 | 0, 52 | 0, 035 | ||||
| 0, 80 | 0, 54 | 0, 030 | ||||
| 0, 85 | 0, 56 | 0, 025 | ||||
| 0, 90 | 0, 58 | 0, 020 | ||||
| 0, 95 | 0, 60 | 0, 015 |
Литература
Основная
1. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М., 1980.
2. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. М., 1988.
3. Болгарский А.В., Мухачев Г.А., Щукин В.Н. Термодинамика и теплопередача. М., 1975.
Дополнительная
1. Крутов В.И. Теплотехника. М., 1986.
2. Поршаков Б.П., Бикчентай Р.Н., Романов Б.А., Термодинамика и теплопередача в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности. М., Недра. 1987.
3. Болгарский А.В. и др. Сборник задач по термодинамике и теплопередаче. М., 1975.
4. Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. М., Мир, 1987.
5. Кириллин В.А. и др. Техническая термодинамика. М., Энергия, 1983.
6. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. М., Энергия, 1980.