![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Примеры решения задач. Определить количество теплоты, которое передается в течение 1 часа через стенки картера авиадвигателя
Задача 1.1 Определить количество теплоты, которое передается в течение 1 часа через стенки картера авиадвигателя, если толщина стенок d = 5, 5 мм, площадь поверхности стенок F = 0, 6 м2, температура на внутренней поверхности картера tW1= 75°С, на наружной tW2= 68°С, а средний коэффициент теплопроводности стенок Рисунок 1.6 Решение Количество теплоты, передаваемое через стенки картера в течение 1 часа, будет равно: Задача 1.2 Вычислить плотность теплового потока через плоскую однородную стенку(l - коэффициент теплопроводности), толщина которой значительно меньше ширины и высоты, если стенка выполнена: а) из стали (l= 40 Вт/м× град); б) из бетона (l= 1, 1 Вт/м× град); в) из кирпича (l= 0, 11 Вт/м× град). Во всех трех случаях толщина стенки d =50 мм. Температуры на поверхностях стенки поддерживаются постоянными и равными tW1=100°С и tW2=90°С. Рисунок 1.7 Решение Плотность теплового потока q определяется выражением (1.6):
Откуда: для стенки из стали для стенки из бетона для стенки из кирпича Задача 1.3 Определить толщину тепловой изоляции d, выполненной из: 1) альфоля; 2) шлаковой ваты. Удельные потери теплоты через изоляционный слой q =523 Вт/м2, температуры его поверхности tW1=700°C и tW2=40°C. Коэффициент теплопроводности альфоля l= 0, 0302+0, 000085× t и коэффициент теплопроводности шлаковой ваты
Рисунок 1.8
Решение В случае линейной зависимости коэффициента теплопроводности от температуры плотность теплового потока определяется по формуле для постоянного коэффициента теплопроводности, взятого при средней температуре стенки /20, задача 1-6/, т.е.: Определяем lср альфоля: Определяем толщину альфолиевой изоляции: Определяем lср шлаковой ваты:
Толщина тепловой изоляции из шлаковой ваты:
Задача 1.4 Плоская стенка (коэффициент теплопроводности l = 11, 6 Вт/м× град, толщина d = 0, 005 м) омывается с одной стороны горячими газами с температурой Рисунок 1.9 Решение Удельный тепловой поток через стенку равен (формула 1.12):
Температуры стенок определяются (формулы 1.10, 1.11):
Задача 1.5 Определить удельный тепловой поток с учетом и без учета теплового сопротивления контакта через многослойную плоскую стенку, состоящую из слоя окиси циркония толщиной d1 = 0, 2 мм, слоя стали толщиной d2 = 6 мм, слоя алюминия толщиной d3=10мм, если температуры на внешних поверхностях стенки поддерживаются постоянными и равными tW1 = 1200°С и tW4 = 400°С; коэффициент теплопроводности окиси циркония l1 = 1, 15 Вт/м× град, стали l2 = 34, 9 Вт/м× град и алюминия l3 = 422 Вт/м× град. Термическое сопротивление контакта между слоями окиси циркония и стали Rк1 = 0, 258× 10-3 м2град/Вт, а между слоями стали и алюминия Rк2 = 0, 266× 10-3 м2град/Вт. Определить температуры на контактирующих поверхностях каждого слоя. Рисунок 1.10 Решение Для трехслойной стенки при стационарной теплопроводности с учетом теплового сопротивления контакта удельный тепловой поток определяется выражением (формула 1.9 для n-слойной стенки):
Для трехслойной стенки без учета теплового сопротивления удельный тепловой поток определяется формулой (1.7), т.е.:
Температуры на контактирующих поверхностях будут равны:
Задача 1.6 Змеевики пароперегревателя выполнены из труб жаропрочной стали диаметром d1/d2=32/42 мм с коэффициентом теплопроводности l=14 Вт/м× град. Температура внешней поверхности трубы tW2=580°С, внутренней – tW1=450°С. Вычислить удельный тепловой поток через стенку на единицу длины трубы. Рисунок 1.11 Решение Поток тепла, проходящий через единицу трубы, представляющей собой цилиндрическую стенку, равен (формула 1.18):
|