Пример выполнения контрольной работы

Задача 1

Определить плотность теплового потока через плоскую шамотную стенку толщиной d = 0,5 м и найти действительное распределение температур, если на наружных поверхностях температуры соответственно t_с1 = 600°С, t_с2 = 500°С.

Решение

Так как разность температур на поверхностях стенки меньше 200, то допускаем, что λ – сonst и по таблицам λ=1,34 Вт/(м К).

Величину теплового потока определяем по формуле:

Распределение температур внутри стенки рассчитаем по формуле:

,

где х изменяется от 0 до d с определенным шагом (z), например, 0,05, например при х=0,1

^оС

при х=0,2

^оС

Продолжая расчеты значений температур можно построить температурную кривую.

Задача 2

Паропровод диаметром 160/170 мм (d₁ = 160 мм, d₂ = 170 мм) покрыт двухслойной изоляцией. Толщина первого слоя d₂ = 30 мм, второго d₃ = 50 мм. Коэффициенты теплопроводности трубы и изоляции соответственно равны l₁ = 50; l₂ = 0,15; l₃ = 0,08 Вт/(мК). Температура внутренней поверхности паропровода t_С1 = 300°С и внешней поверхности изоляции t_С4 = 50°С. Определить линейную плотность теплового потока и температуры на поверхностях раздела отдельных слоев.

Решение

Согласно условию задачи имеем: d₁ = 0,16 м, d₂ = 0,17 м, d₃ = 0,23 м, d₄ = 0,33 м. Величину плотности теплового потока определим по формуле:

,

,

.

Распределение температур по сечению стенки представлено на рисунке.

Задача 3

Гладкая плита, шириной 1 м и длиной 1,2 м, обдувается воздухом со скоростью 8 м/с. Определить средний коэффициент теплоотдачи, полный тепловой поток и изменение теплоотдачи вдоль поверхности, если температура стенки 60°С, а воздуха 20°С.

Решение

При t_Ж = 20°С, l_Ж = 0,0259 Вт/(м×К), n = 15,06×10^-6 м²/с,

.

Режим течения турбулентный.

,

Тогда значение коэффициента теплоотдачи можно найти по формуле:

,

Величина теплового потока:

.

Для определения значений локального коэффициента теплоотдачи при расчете числе подобия Re и Nu в качестве характерного размера примем координату х, которая изменяется от 0 до 1,2 м с шагом z = 0,1.

.

Уравнения подобия

при Re < 5×10⁵ ,

при Re ³ 5×10⁵ .

Строим график зависимости

ПРИЛОЖЕНИЯ

Дата добавления: 2015-05-26