Теплопроводность

Задачи по теории тепломассообмена

Задача 1.

Плоскую поверхность с температурой t ₁ °С необходимо изолировать, чтобы потеря теплоты не превышала q Вт/м² при температуре внешней поверхности изоляции t ₂ = 50 °С. Определить толщину изоляционного слоя δ из совелита, коэффициент теплопроводности которого зависит от температуры и равен
λ = 0,09 + 0,000087 ∙ t Вт/(м∙K). Изменение температуры в слое изоляции показать на графике.

Задача 2.

Определить термическое сопротивление R обмуровки топочной камеры, состоящей из слоев шамотного и красного кирпича, между которыми имеется засыпка из диатомита. Толщина шамотного слоя δ ₁ мм, диатомитовой засыпки δ ₂ мм и красного кирпича δ ₃ мм. Коэффициенты теплопроводности материалов соответственно равны: λ ₁ = 0,93; λ ₂ = 0,13; λ ₃ = 0,7 Вт/(м∙K). Какой толщины следует сделать слой красного кирпича , если отказаться от применения засыпки из диатомита, чтобы тепловые потери через обмуровку остались неизменными?

Задача 3.

Паропровод диаметром d₂/d₁ = 170/160 мм покрыт двухслойной изоляцией. Толщина первого слоя δ ₂ мм и второго δ ₃ мм. Коэффициенты теплопроводности трубы и изоляции соответственно равны: λ ₁ = 50; λ ₂ = 0,15 и
λ ₃ = 0,1 Вт/(м∙K). Температура внутренней поверхности паропровода t ₁ °С и внешней поверхности изоляции t ₄ = 50 °С. Определить тепловые потери с 1 м длины паропровода и температуры t ₂ и t ₃ на стыке отдельных слоев. Температурное поле представить графически.

Задача 4.

Плоская стальная стенка толщиной δ ₂ = 20мм с одной стороны покрыта слоем сажи толщиной δ ₁ = 1 мм, а с другой стороны слоем накипи толщиной
δ ₃ = 3 мм. Коэффициенты теплопроводности равны: для сажи λ ₁ = 0,08 Вт/(м∙K); для стали λ ₂ = 50 Вт/(м∙K); для накипи λ ₃ = 2,3 Вт/(м∙K). Температура наружной поверхности сажи t ₁ °С, а температура наружной поверхности накипи t ₄ °С. Определить поверхностную плотность теплового потока через стенку и температуры t ₂ и t ₃ на поверхностях соприкосновения сажи и накипи с металлом. Определить во сколько раз увеличится поверхностная плотность теплового потока через стенку, если удалить сажу и накипь. Температурное поле в обоих случаях представить графически.

Дата добавления: 2014-12-17