microbik.ru
1

Відпрацювання пропущених практичних занять з ТМО.

Практичне заняття №1 Теплопровідність за стаціонарного режиму (граничні умови І роду). Рівняння Фур’є.

Задача. Плоска стінка виконана із шамотної цегли товщиною . Температури її поверхні відповідно становлять та . Коефіцієнт теплопровідності шамотної цегли залежить від температури .

Як зміниться цей розподіл, якщо матеріал стінки замінити на динасову цеглу у якої

?

Розрахувати та побудувати у масштабі розподіл температури в стінці по її товщині для обох матеріалів..

^ Практичне заняття №2 Теплопровідність за стаціонарного режиму (граничні умови І роду). Багатошарові плоскі стінки.

Задача. Стінки печі складаються із шарів шамотної цегли (, та червоної цегли машинної формовки (,, між якими знаходиться засипка з діатоміту (,.

Якою повинна бути товщина засипки з діатоміту, якщо товщину кладки з червоної цегли збільшити в (X,Y) рази за умови, що густина теплового потоку через стіни пічки та температури на її поверхні не зміняться?

^ Заняття №3. Теплопровідність за стаціонарного режиму та граничних умов першого роду. Одношарова та багатошарова циліндричні стінки.

Задача . Змійовик пароперегрівника виконані із жаростійких труб діаметром виготовлених з хромистої нержавіючої сталі 1Х13 (Ж1) . Температура зовнішньої поверхні труби становить , а внутрішньої . Знайти лінійну густину теплового потоку через стінку на одиницю довжини труби , враховуючи залежність коефіцієнта теплопровідності від температури ( в даному температурному інтервалі – вона лінійна). Як зміниться густина теплового потоку, якщо змійовик із внутрішньої сторони покритий шаром накипу теплопровідність якого становить ?

Заняття №4. Теплопровідність за стаціонарного режиму та граничних умов першого роду. Одношарова та багатошарова циліндричні стінки.

Задача1. Залізобетонна димова труба внутрішнім діаметром та зовнішнім повинна бути обкладена жаростійкою футеровкою. Визначити товщину необхідної футеровки, виконаної з матеріалу з , якщо температура внутрішньої поверхні футеровки повинна складати , а температура внутрішньої поверхні бетонної труби не перевищувала (теплопровідність бетону становить ). При цьому теплові втрати з 1 м погонного труби не повинні перевищувати . Яка при цьому температура зовнішньої поверхні труби?

Визначити, якою повинна бути товщина футеровки, виконаної із шамотної цегли, теплопровідність якої залежить від температури , щоб температура зовнішньої поверхні труби не перевищувала .

Заняття №5. Теплопередача. Теплопровідність за граничних умов 3 роду. Одно- та багатошарова плоска стінки.

Задача 2. Вікна в аудиторії мають здвоєні рами з зазором між склом . Знайти тепловтрати через вікна загальною площею 6 м² без врахування конвекції в зазорі та теплового випромінювання, якщо товщина скла становить , коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні скла на вулицю становить , а від внутрішньої до аудиторії - . Температура в аудиторії становить , а на вулиці . Як зміняться тепловтрати, якщо вікна замурувати цеглою товщиною , або бутовою кладкою такої ж товщини? Теплопровідність бутової кладки взяти з довідника.

Заняття №6. Теплопередача. Теплопровідність за граничних умов 3 роду. Одно- та багатошарова плоска стінки.

Задача. Визначити тепловий потік через чистої поверхні нагріву парового котла та температури на обох поверхнях стінки, якщо відомо, що температура димових газів становить , температура киплячої води , коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до стінки , а від стінки до води . Котел виготовлений із сталі з , товщиною .

Як зміниться тепловий потік, якщо зі сторони димових газів, котел покрився шаром сажі (), а зі сторони води – шаром накипу ()? Знайти температури на поверхнях відповідних шарів.

Заняття №7. Теплопередача. Теплопровідність за граничних умов 3 роду. Одно- та багатошарові циліндричні стінки.

Задача . Знайти втрату теплоти з 1 м погонного трубопроводу вкритого шаром ізоляції товщиною (50+X,Y) мм. Коефіцієнт теплопровідності труби , а ізоляції . Температура води в трубопроводі , коефіцієнт тепловіддачі від води до стінки трубопроводу , температура НС , коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні ізоляції до НС . Які при цьому температури на внутрішній та зовнішній поверхні трубопроводу та температура зовнішньої поверхні ізоляції.

^ Заняття №8 Теплопровідність при нестаціонарному режимі.

Задача. Довгий стальний вал діаметром , температура якого становить , помістили у пічку з температурою для розігріву перед гартуванням. Визначити, на протязі якого часу вал прогріється повністю, якщо для цього потрібно, щоб його серцевина мала температуру . Визначити також і температуру валу на поверхні в кінці розігріву. Вал виконаний із сталі , , . Коефіцієнт тепловіддачі від повітря в печі до поверхні валу в середньому становить . Яку кількість теплоти необхідно витратити на прогрівання 1 метра погонного валу?

Заняття 9. Критичний діаметр ізоляції.

Для ізоляції паропроводу діаметром 10+X,Y мм застосовують ізоляційний матеріал з коефіцієнтом теплопровідності =0,07 . Коефіцієнт тепловіддачі в даному випадку становить = 6+X Чи вигідно застосовувати в даному випадку такий ізоляційний матеріал?Якщо ні, то матеріал з якою теплопровідністю вигідно застосовувати в даному випадку?

Якою повинна бути товщина ізоляції з мінеральної вати - в даному випадку, щоб теплові втрати з 1 м.п. трубопроводу були в 3 рази менші, ніж для оголеного трубопроводу.

Практичне заняття 10. Теплопровідність в тонкому стержні постійного перерізу

Для десятикратного збільшення теплового потоку з 1 м.п. зовнішньої поверхні вертикальної труби до повітря в приміщенні вирішено приварити до неї з рівномірним кроком по периметру поздовжні стальні ребрапрямокутного перерізу товщиною X мм та висотою (40+Y)мм . Яке число ребер при цьому знадобиться, якщо коефіцієнт тепловіддачі з труби та ребер становить ? Чому дорівнює тепловий потік з гладкої труби між ребрами?

Практичне заняття 11. Тепловіддача на вертикальній поверхні за вільного руху

Знайти втрати теплоти в одиницю часу з 1 поверхні вертикального теплообмінника, корпус якого має циліндричну форму та охолоджується вільним потоком повітря. Зовнішній діаметр теплообмінника становить , його висота , температура зовнішньої поверхні , а температура повітря в цеху – .Які будуть загальні теплові втрати з бокової поверхні? Як зміняться теплові втрати, якщо поверхню апарату вкрити шаром ізоляції товщиною , після чого температура бокової поверхні ізольованого апарату знизилася до

Практичне заняття 12 Тепловіддача на горизонтальній поверхні за вільного руху

Знайти коефіцієнт тепловіддачі від горизонтальної плити, повернутої тепловіддаючою поверхнею вгору, з розмірами , до оточуючого нерухомого повітря, якщо температура поверхні плити становить , а температура повітря вдалині від поверхні плити – .

Виконати цю задачу двома способами (які розглядалися на лекції), якщо , , . Фізичні властивості середовища при потрібних температурах знаходити методом інтерполяції.

Практичне заняття 13. Тепловіддача за вільного руху в обмеженому об’ємі.

Плоска горизонтальна щілина товщиною заповнена трансформаторною оливою . Температура верхньої поверхні щілини становить , а нижньої – . Визначити густину теплового потоку через щілину. Як вона зміниться, якщо температури верхньої та нижньої частини щілини поміняти місцями (повернути систему на 180 градусів)?

При розв’язанні брати свої дані: трансформаторну оливу замінили на МС-20 і при цьому , , . Решта умов без змін.

Практичне заняття 14