Задача 1
По стальной трубе, внутренний и внешний диаметры которой соответственно d1 = 150 мм и d2 = 162 мм, с заданным коэффициентом теплопроводности λ = 40 Вт/м*К, течет газ со средней температурой t1 = 1200˚С; коэффициент теплоотдачи от газа к стенке α1 = 32 Вт/м2*К. Снаружи труба охлаждается водой со средней температурой tв = 160˚С; коэффициент теплоотдачи от стенки к воде α2 = 5800 Вт/м2*К.
Определить:
- Коэффициент теплопередачи от газа к воде;
- Тепловой поток на один метр длины трубы;
- Температуры поверхностей трубы;
- Температуру внешней поверхности трубы, если она покрылась слоем накипи толщиной δ = 2 мм, коэффициент теплопроводности которой задан в условии (0,8 Вт/м*К).
Задача 2
Определить потери теплоты в единицу времени с горизонтально расположенной цилиндрической трубы диаметром d = 300 мм и длиной 2,5 м в окружающую среду, если температура стенки трубы tс = 200 ⁰С, а температура воздуха tв = 10⁰С. Конвекция вынужденная. Скорость воздуха 10 м/с.
Для определения коэффициента теплоотдачи использовать критериальные уравнения теплоотдачи при поперечном обтекании.
Теплофизические параметры воздуха рассчитывать с использованием линейной интерполяции по температуре.
Лучистым теплообменом пренебречь.
Задача 3
Определить поверхность нагрева рекуперативного воздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход воздуха при нормальных условиях Gv = 40000 м3/час , средний коэффициент теплопередачи от воздуха к воде К = 23 Вт/(м2*К), начальные и конечные температуры воздуха и воды соответственно равны t1’ = 340⁰С , t1’’ = 140⁰С , t2’ = 50⁰С, t2’’ = 130⁰С. Определить расход воды Gв, кг/час через теплообменник. Изобразить графики изменения температур теплоносителей для обеих схем их движения. Ответить на вопросы: какие преимущества противоточной схемы теплообменника по сравнению с прямоточной? как изменился бы коэффициент теплопередачи К, если воду заменить воздухом?