Стенка топочной камеры состоит из карборундового кирпича

Решение задач по гидравлике запись закреплена

Теплопроводность при стационарном режиме

1-1. Вычислить плотность теплового потока через плоскую однородную стенку, толщина которой значительно меньше ширины и высоты, если стенка выполнена: а) из стали [λ = 40 Вт/(м · ºС)]; б) из бетона [λ = 1,1 Вт/ (м · ºС)]; в)из диатомитового кирпича [λ = 0,11 Вт/(м · ºС)].

Во всех трех случаях толщина стенки δ = 50 мм. Температуры на поверхностях стенки поддерживаются постоянными:

tс1 = 100ºС и tс2 = 90ºС.

1-2. Плотность теплового потока через плоскую стенку толщиной δ = 50 мм q = 70 Вт/м2.

Определить разность температур на поверхностях стенки и численные значения градиента температуры в стенке, если она выполнена: а) из латуни [λ = 70 Вт/(м · ºС)]; б) из красного кирпича [λ = 0,7 Вт/(м · ºС)]; в) из пробки [λ = 0,07 Вт/(м · ºС)].

1-3. Определить потерю теплоты Q, Вт, через стенку из красного кирпича длиной l = 5 м, высотой h = 4 м и толщиной δ = 0,250 м, если температуры на поверхностях стенки поддерживаются tс1 = 110ºС и tс2 = 40ºС. Коэффициент теплопроводности красного кирпича λ = 0,70 Вт/(м · ºС).

1-4. Определить коэффициент теплопроводности материала стенки, если при толщине ее δ = 40 мм и разности температур на поверхностях Δt = 20ºС плотность теплового потока q = 145 Вт/м2.

1-5. Плоскую поверхность необходимо изолировать так, чтобы потери теплоты с единицы поверхности в единицу времени не превышали 450 Вт/м2. Температура поверхности под изоляцией tс1 = 450ºС, температура внешней поверхности изоляции tс2 = 50ºС.

Определить толщину изоляции для двух случаев:

а) изоляция выполнена из совелита, для которого

λ = 0,09 + 0,0000874 t;

б) изоляция выполнена из асботермита, для которого

λ = 0,109 + 0,000146 t.

1-6. Плоская стенка выполнена из шамотного кирпича толщиной δ = 250 мм. Температура ее поверхностей: tс1 = 1350°С и tс2 = 50°С. Коэффициент теплопроводности шамотного кирпича является функцией от температуры λ = 0,838 (1 + 0,0007 t).

Вычислить и изобразить в масштабе распределение температуры в стенке.

Тепловые потери q = 1090 Вт/м2. Температура в плоскости соприкосновения слоев tc2 = 828°С.

1-7. Температуры на поверхностях шамотной стенки, толщина которой δ = 200 мм, равны: tс1 = 1000ºС и tс2 = 200ºС. Коэффициент теплопроводности шамота изменяется в зависимости от температуры по уравнению λ = 0,813 + 0,000582 t.

Показать, что плотность теплового потока q, Вт/м2, в случае линейной зависимости коэффициента теплопроводности от температуры может быть вычислена по формуле для постоянного коэффициента теплопроводности, взятого при средней температуре стенки.

Найти ошибку в определении температуры в точках х = 57,5; 110 и 157,5 мм, если вычисления производятся по значению коэффициента теплопроводности, среднему для заданного интервала температур, и построить график распределения температуры в стенке.

1-8. Плоская стенка бака площадью F = 5 м2 покрыта двухслойной тепловой изоляцией. Стенка бака стальная, толщиной δ1 = 8 мм, с коэффициентом теплопроводности λ1 = 46,5 Вт/(м · ºС). Первый слой изоляции выполнен из новоасбозурита толщиной δ2 = 50 мм, коэффициент теплопроводности которого определяется уравнением

λ2 = 0,144 + 0,00014 t.

второй слой изоляции толщиной δ3 = 10 мм представляет собой штукатурку (известковую), коэффициент теплопроводности которой λ3 = 0,698 Вт/(м · ºС).

Температуры внутренней поверхности стенки бака tс1 = 250ºС и внешней поверхности изоляции tс2 = 50ºС.

Вычислить количество теплоты, передаваемой через стенку, температуры на границах слоев изоляции и построить график распределения температуры.

1-9. Обмуровка печи состоит из слоев шамотного и красного кирпича, между которыми расположена засыпка из диатомита (рис. 1-3). Толщина шамотного слоя δ1 = 120 мм, диатомитовой засыпки δ2 = 50 мм и красного кирпича δ3 = 250 мм. Коэффициенты теплопроводности материалов соответственно равны:

λ1 = 0,93; λ2 = 0,13 и λ3 = 0,7 Вт/(м · ºС).

1-10. Стенка неэкранированной топочной камеры парового котла выполнена из слоя пеношамота толщиной δ1 = 125 мм и слоя красного кирпича толщиной δ2 = 500 мм. слои плотно прилегают друг к другу. Температура на внутренней поверхности топочной камеры tс1 = 1100ºС, а на наружной tс3 = 50ºС (рис. 1-4). Коэффициент теплопроводности пеношамота λ1 = 0,28 + 0,00023 t, красного кирпича λ2 = 0,7 Вт/(м · ºС).

Вычислить тепловые потери через 1 м2 стенки топочной камеры и температуру в плоскости соприкосновения слоев.

1-11. Толщину слоя красного кирпича в стенке топочной камеры, рассмотренной в задаче 1-10, решено уменьшить в 2 раза, а между слоями поместить слой засыпки из диатомитовой крошки (рис. 1-5), коэффициент теплопроводности которой

λ = 0,113 + 0,00023 t.

Какую нужно сделать толщину диатомитовой засыпки, чтобы при тех же температурах на внешних поверхностях стенки, что и в задаче 1-10, потери теплоты оставались неизменными?

1-12. Стены сушильной камеры выполнены из слоя красного кирпича толщиной δ1 = 250 мм и слоя строительного войлока. Температура на внешней поверхности кирпичного слоя tс1 = 110ºС и на внешней поверхности войлочной слоя tс3 = 25ºС.

Коэффициент теплопроводности красного кирпича λ1 = 0,7 Вт/(м · ºС) и строительного войлока λ2 = 0,0465 Вт/(м · ºС).

Вычислить температуру в плоскости соприкосновения слоев и толщину войлочного слоя при условии, что тепловые потери через 1 м2 стенки камеры не превышают q = 110 Вт/м2.

1-13. В приборе для определения коэффициента теплопроводности материалов между горячей и холодной поверхностями расположен образец из испытуемого материала (рис. 1-6).

Образец представляет собой диск диаметром d = 120 мм и толщиной δ = 20 мм.

Температура горячей поверхности tс1 = 180ºС, холодной tс2 = 30ºС. Тепловой поток через образец после установления стационарного процесса Q = 50,6 Вт. Благодаря защитным нагревателям радиальные потоки теплоты отсутствуют.

Вследствие плохой пригонки между холодной и горячей поверхностями и образцом образовались воздушные зазоры толщиной δв = 0,1 мм. Вычислить относительную ошибку в определении коэффициента теплопроводности Δλ, если при обработке результатов измерений не учитывать образовавшихся зазоров. Коэффициент теплопроводности воздуха в зазорах отнести к температурам соответствующих поверхностей tс1 и tс2.

Читайте также:  Завод по производству осб плит в россии

1-14. Вычислить потери теплоты через единицу поверхности кирпичной обмуровки парового котла в зоне размещения водяного экономайзера и температуры на поверхностях стенки, если толщина стенки δ = 250 мм, температура газов tж1 = 700ºС и воздуха в котельной tж2 = 30ºС. Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности стенки α1 = 23 Вт/(м2 · ºС) и от стенки к воздуху α2 = 12 Вт/(м2 · ºС). Коэффициент теплопроводности стенки λ = 0,7 Вт/(м · ºС).

1-15. Вычислить тепловой поток через 1 м2 чистой поверхности нагрева парового котла и температуры на поверхностях стенки, если заданы следующие величины: температура дымовых газов tж1 = 1000ºС, кипящей воды tж2 = 200ºС; коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке α1 = 100 Вт/(м2 · ºС) и от стенки к кипящей воде α2 = 5000 Вт/(м2 · ºС).

Коэффициент теплопроводности материала стенки λ = 50 Вт/(м · ºС) и толщина стенки δ = 12 мм.

1-16. Решить задачу 1-15 при условии, что в процессе эксплуатации поверхность нагрева парового котла со стороны дымовых газов покрылась слоем сажи толщиной δс = 1 мм [λс = 0,08 Вт/(м · ºС)] и со стороны воды слоем накипи толщиной δп = 2 мм [λп = 0,8 Вт/(м · ºС)].

Вычислить плотность теплового потока через 1 м2 загрязненной поверхности нагрева и температуры на поверхностях соответствующих слоев tс1, tс2, tс3 и tс4 (рис. 1-8). Сравнить результаты расчета с ответом задачи 1-15 и определить уменьшение тепловой нагрузки.

1-17. Определить тепловой поток через 1 м2 кирпичной стены помещения толщиной в два кирпича (δ = 510 мм) с коэффициентом теплопроводности λ = 0,8 Вт/(м · ºС). Температура воздуха внутри помещения tж1 = 18ºС; коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности стенки α1 = 7,5 Вт/(м2 · ºС); температура наружного воздуха tж2 = — 30ºС; коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стены, обдуваемой ветром, α2 = 20 Вт/(м2 · ºС). Вычислить также температуры на поверхностях стены tс1 и tс2.

1-18. Решить задачу 1-17, если стена покрыта снаружи слоем тепловой изоляции толщиной 50 мм с коэффициентом теплопроводности λиз = 0,08 Вт/(м · ºС). Сравнить потери теплоты через изолированную и неизолированную стенки.

1-19. Вычислить плотность теплового потока q, Вт/м2, в пластинчатом воздухоподогревателе и значения температур на поверхностях листов, если известно, что средняя температура газов tж1 = 315ºС и средняя температура воздуха tж2 = 135ºС, соответственно коэффициенты теплоотдачи α1 = 23 Вт/(м2 · ºС) и α2 = 30 Вт/(м2 · ºС). Толщина листов подогревателя δ = 2 мм. Коэффициент теплопроводности материала листов λ = 50 Вт/(м · ºС).

1-20. Обмуровка печи выполнена из слоя шамотного кирпича с коэффициентом теплопроводности λ = 0,84 (1 + 0,695 · 10-3 t) Вт/(м · °С); толщина обмуровки δ = 250 мм.

Определить потери теплоты с одного квадратного метра поверхности q, Вт/м2, и температуры на внешних поверхностях стены, если температура газов в печи tж1 = 1200°С и воздуха в помещении tж2 = 30°С, коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1 = 30 Вт/(м2 × °С) и от обмуровки к окружающему воздуху α2 = 10 Вт/(м2 · °С).

1-21. В камере сгорания парового котла с жидким золоудалением температура газов должна поддерживаться равной tж1 = 1300ºС, температура воздуха в котельной tж2 = 30ºС. Стены топочной камеры выполнены из слоя огнеупора толщиной δ1 = 250 мм с коэффициентом теплопроводности λ1 = 0,28 (1 + 0,833 · 10-3 t) Вт/(м · ºС) и слоя диатомитового кирпича с коэффициентом теплопроводности λ2 = 0,113 (1 + 0,206 · 10-3 t) Вт/(м · ºС).

Коэффициент теплоотдачи от газов к обмуровке α1 = 30 Вт/(м2 · ºС) и от внешней поверхности топочной камеры к окружающему воздуху α2 = 10 Вт/(м2 · ºС).

Какой должна быть толщина диатомитового слоя, чтобы потери в окружающую среду не превышали 750 Вт/м2?

1-22. Змеевики пароперегревателя выполнены из труб жароупорной стали диаметром d1/d2 = 32/42 мм с коэффициентом теплопроводности λ = 14 Вт/(м · ºС). Температура внешней поверхности трубы tс2 = 580ºС и внутренней поверхности tс1 = 450ºС.

Вычислить удельный тепловой поток через стенку на единицу длины трубы q1, Вт/м.

1-23. Паропровод диаметром 150/160 мм покрыт слоем тепловой изоляции толщиной δиз = 100 мм; коэффициенты теплопроводности стенки трубы λ1 = 50 Вт/(м · ºС) и изоляции λ2 = 0,08 Вт/(м · ºС). Температура на внутренней поверхности паропровода tс1 = 400ºС и на наружной поверхности изоляции tс3 = 50ºС (рис. 1-9).

Найти тепловые потери с 1 м паропровода и температуру на границе соприкосновения паропровода и изоляции.

1-24. Стальной трубопровод диаметром d1/d2 = 100/110 мм с коэффициентом теплопроводности λ1 = 50 Вт/(м · ºС) покрыт изоляцией в два слоя одинаковой толщиной δ2 = δ3 = 50 мм. Температура внутренней поверхности трубы tс1 = 250ºС и наружной поверхности изоляцией tс4 = 50ºС (рис. 1-10).

Определить потери теплоты через изоляцию с 1 м трубопровода и температуру на границе соприкосновения слоев изоляции, если первый слой изоляции, накладываемый на поверхность трубы, выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности λ2 = 0,06 Вт/(м · ºС), а второй слой – из материала с коэффициентом теплопроводности λ3 = 0,12 Вт/(м · ºС).

1-25. Как изменятся тепловые потери с 1 м трубопровода, рассмотренного в задаче 1-24, если слои изоляции поменять местами, т.е. слой с большим коэффициентом теплопроводности наложить непосредственно на поверхность трубы? Все другие условия оставить без изменений.

1-26. Паропровод диаметром d1/d2 = 160/170 мм покрыт слоем изоляции толщиной δ = 100 мм с коэффициентом теплопроводности, зависящим от температуры следующим образом: λиз = 0,062 (1 + 0,363 · 10-2 t).

Читайте также:  Tl494 переделка в регулируемый блок питания

Определить потери теплоты с 1 м паропровода и температуру на внутренней поверхности трубопровода, если температура наружной поверхности трубы tс2 = 300ºС, а температура внешней поверхности изоляции не должна превышать 50ºС.

1-27. Железобетонная дымовая труба (рис. 1-11) внутренним диаметром d2 = 800 мм и наружным диаметром d3 = 1300 мм должна быть футерована внутри огнеупором.

Определить толщину футеровки и температуру наружной поверхности трубы tс3 из условий, чтобы тепловые потери с 1 м трубы не превышали 2000 Вт/м, а температура внутренней поверхности железобетонной стенки tс2 не превышала 200ºС. Температура внутренней поверхности футеровки tс1 = 425ºС; коэффициент теплопроводности футеровки λ1 = 0,5 Вт/(м · ºС); коэффициент теплопроводности бетона λ2 = 1,1 Вт/(м · ºС).

1-28. В условиях задачи 1-27 определить толщину футеровки δ, если она выполнена из шамотного кирпича. Расчет произвести с учетом зависимости коэффициента λ от температуры по формуле λ = 0,84 + 0,0006 t.

1-29. В приборе для определения коэффициента теплопроводности жидкостей по методу «нагретой нити» (рис. 1-12) в кольцевой зазор между платиновой нитью и кварцевой трубкой залито испытуемое трансформаторное масло. Диаметр и длина платиновой нити d1 = 0,12 мм и l = 90 мм; внутренний и наружный диаметры кварцевой трубки d2 = 1 мм и d3 = мм; коэффициент теплопроводности кварца λ = 1,4 Вт/(м · ºС).

Вычислить коэффициент теплопроводности λж и среднюю температуру tж трансформаторного масла, если при расходе теплоты через кольцевой слой масла Q = 1,8 Вт, температура платиновой нити tс1 = 106,9ºС и температура внешней поверхности кварцевой трубки tс3 = 30,6ºС.

1-30. Вычислить допустимую силу тока для медного провода d = 2 мм, покрытого резиновой изоляцией толщиной δ = 1 мм, при условии, что максимальная температура изоляции должна быть не выше 60ºС, а на внешней поверхности изоляции 40ºС. Коэффициент теплопроводности резины λ = 0,15 Вт/(м · ºС). Электрическое сопротивление медного провода R = 0,005 Ом/м.

1-31. Определить площадь поверхности нагрева конвективного пароперегревателя, выполненного из труб жаростойкой стали диаметром d1/d2 = 32/40 мм. Коэффициент теплопроводности стали λ = 39,5 Вт/(м · ºС). Производительность пароперегревателя Q = 61,1 кг/с пара. В пароперегреватель поступает сухой насыщенный пар при давлении р = 9,8 МПа. Температура перегретого пара на выходе tн = 500ºС.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке а2 = 81,5 Вт/(м2 · ºС), а от стенки к пару а1 = 1163 Вт/(м2 · ºС); средняя температура газов tж = 900ºС. Гидравлическим сопротивлением пароперегревателя пренебречь.

1-32. Решить задачу (1-31), пренебрегая кривизной стенки (как для плоской стенки). Полученную площадь поверхности нагрева сравнить с результатом, полученным в задаче 1-31.

РЕШЕНИЕ

Дано Решение
δ1=250 мм δ2=50 мм δ3=250 мм λ1=0,94 Вт/(м∙К) λ2= 0,13 Вт/(м∙К) λ3=0,7 Вт/(м∙К)
δ3-2-?
Ответ:

6.Стенка неэкранированной топочной камеры парового котла выполнена из слоя пеношамота толщиной δ1, мм и слоя красного кирпича толщиной δ2, мм. Слой плотно прилегают друг к другу. Температура на внутренней поверхности топочной камеры tс1, ºС, а на наружной tc3, ºС. Коэффициент теплопроводности пеношамота λ1=0,28+0,00023*t, а красного кирпича λ3, Вт/(м∙К). Вычислить тепловые потери через 1 м 2 стенки топочной камеры и температуры на плоскости соприкосновения слоев.

δ1 δ2 tc1 tc3 λ1 λ2
0,28+0,00023*t 0,5
Дано
δ1=250 мм δ2=125 мм tc1=1000 ºС. tc3=60 ºС. λ1=0,28+0,00023*t λ3=0,50 Вт/(м∙К). Определим сродную температуру, по формуле: Определим коэффициент теплопроводности для новоасбозурита, по формуле: Определяем тепловой поток, по формуле:
q-? tC2-?
Определим температуру tC2 на границе слоев, по формулам:
Ответ: , .

7.Стена сушильной камеры выполнены из слоя красного кирпича толщиной δ1, мм и слоя строительного войлока. Температура на внешней поверхности кирпичного слоя tс1, ºС и на внешней поверхности войлочного слоя tc3, ºС. Коэффициент теплопроводности красного кирпича λ1, Вт/(м∙К) и строительного войлока λ2, Вт/(м∙К). Вычислить температуру в плоскости соприкосновения слоев и толщину войлочного слоя при условии, что тепловые потери через 1 м 2 стенки не превышает q=110 Вт/м 2 .

Дата добавления: 2015-05-26 ; Просмотров: 10916 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Г л а в а п е р в а я . СТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

ного кирпича [λ к = 0,71 Вт/(м æ К)] и слоя войлока [λ в = 0,047 Вт/(м æ К)], имели температуры t с1 = 120 °С и t с3 = 35 °C на внутренней и внешней поверхностях соответственно. Увеличение толщины слоя войлока на 0,028 м снизило тепловые потери вдвое и t с3 на 10 °С при неизменной t с1 . Определить толщину кирпичного слоя и максимальные температуры войлока в обоих случаях.

1.11. Обмуровка печи состоит из слоев шамотного кирпича [λ ш =

= 0,93 Вт/(м æ К), δ ш = 120 мм] и красного кирпича [λ к = 0,7 Вт/(м æ К), δ к = 250 мм], между которыми засыпка из диатомита [λ д = 0,13 Вт/(м æ К), δ д = 60 мм]. Какой толщины следует сделать слой засыпки, если тол-

щину слоя из красного кирпича удвоить при условии сохранения плотности теплового потока через обмуровку и температур на внешних ее поверхностях?

1.12. Плотность теплового потока через плоскую кварцевую

стенку [λ = 3 Вт / (м æ К), δ = 10 мм] составляет q = 3 æ 10 4 Вт / м 2 . Со стороны одной из ее поверхностей заданы температура жидкости

t ж = 30 °С и коэффициент теплоотдачи α = 100 Вт/(м 2 æ К). Найти температуры на обеих поверхностях стенки.

1.13. Чтобы уменьшить до заданного значения тепловые потери с поверхности промышленного теплообменника, решили закупить

тепловую изоляцию с λ′ из = 0,2 Вт/(м æ К). Оказалось, что на складе имеется изоляция, для которой λ из ″ = 0,1 Вт/(м æ К), но она на 50 %

Читайте также:  Беседка из шлакоблока фото

дороже первой. Больше или меньше (и насколько) придется заплатить за вторую изоляцию?

Решение. Количество закупаемого материала прямо пропорционально толщине изоляционного слоя. Тепловые потери будут равны заданному значению,

если δ′ из ⁄ λ′ из = δ из ″ ⁄ λ из ″ . Толщина слоя изоляции во втором случае в два раза

меньше, чем в первом. При этом стоимость второй изоляции составляет 75 % стоимости первой.

Ответ. За вторую изоляцию нужно будет заплатить на 25 % меньше.

1.14. Температура внешней металлической поверхности сушильной камеры t с1 = 150 °С. Сушильная камера изолирована матами из

Ч а с т ь п е р в а я . ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

минеральной стекловаты. Толщина мата δ = 60 мм. Температура воздуха в помещении t ж2 = 15 °С и коэффициент теплоотдачи α 2 =

= 10 Вт/(м 2 æ К). Найдите температуру наружной поверхности тепловой изоляции t с2 .

Решение. Для минеральной стекловаты λ = 0,052 + 0,00064t. Для нахождения t с2 можно воспользоваться равенством

λ / δ ( t с1 – t с2 ) = α 2 (t с2 – t ж2 ),

в котором λ = 0,052 + 0,00032(t с1 + t с2 ). Методом подбора находим t с1 ≈ 28 °С.

Ответ. Температура t с2 = 28 °С.

1.15. Определить необходимую мощность радиаторов отопления аудитории, если кладка ее наружной стены (L = 8 м, H = 4,5 м, δ = = 0,5 м) выполнена из красного кирпича на холодном растворе, а температуры поверхностей t с1 = 12 °С и t с2 = –15 °С. (Окна условно отсутствуют.)

Какова глубина промерзания стены?

Как изменится полученный результат с учетом того, что слои штукатурки на внутренней и внешней поверхностях стены δ ш.вн =

= δ ш.вш = 10 мм при других одинаковых условиях, если: а) штукатурка известковая; б) штукатурка цементно-песчаная?

1.16. Окно в аудитории имеет сдвоенные рамы с зазором между стеклами 60 мм. Вычислить тепловые потери через оконный проем 3×3 м без учета конвекции в зазоре и теплового излучения, если толщина стекол δ = 4 мм, а температуры их соответствующих поверхностей t с1 = 12 °С и t с4 = –15 °С.

1.17. Температура воздуха в аудитории t ж1 = 19,5 °С, а внешнего воздуха t ж2 = –18 °С. Вычислить тепловые потери из аудитории, если

наружная стена (L = 8 м, H = 4,5 м, δ = 0,5 м, окон нет) из кирпичной кладки, а коэффициенты теплоотдачи к ее внутренней поверхности

α 1 = 5,8 Вт/(м 2 æ К) и с ее внешней поверхности α 2 = 15 Вт/(м 2 æ К).

1.18. В плоском бытовом вертикальном масляном обогревателе

с габаритными размерами 0,7×0,7×0,025 м коэффициент теплоотдачи от масла к внутренней поверхности стальных стенок [δ = 1,5 мм,

Г л а в а п е р в а я . СТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

λ = 24 Вт/(м æ К)] составляет 100 Вт/(м 2 æ К). Вычислить тепловой поток от обогревателя и температуры его стенок со стороны масла (t ж1 = 80 °С) и воздуха (t ж2 = 18 °С), если коэффициент теплоотдачи

к воздуху 8 Вт/(м 2 æ К).

1.19. Определить расход сухого насыщенного пара (р = 1,98 æ 10 5 Па)

в батарее парового отопления (F = 3 м 2 ) производственного помещения, если температура воздуха в нем поддерживается 20 °С. Коэффициент теплоотдачи с поверхности батареи к воздуху составляет

α воз = 9,5 Вт/(м 2 æ К), а теплоотдача со стороны конденсирующегося пара на три порядка больше, чем α воз . Конденсат не переохлаждается; термическим сопротивлением стенки батареи пренебречь.

1.20. Плоские стальные стенки [δ = 10 мм, λ = 40 Вт/(м æ К)] сушильной камеры, внутри которой поддерживается температура 120 °С, необходимо изолировать слоем шлаковой ваты так, чтобы температура его наружной поверхности составляла 30 °С.

Коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности стен камеры 20 Вт/(м 2 æ К), с наружной поверхности слоя изоляции к

окружающему воздуху (20 °С) — 10 Вт/(м 2 æ К). Определить толщину слоя ваты, если для нее λ в = 0,06 + 0,000145t Вт/(м æ К).

1.21. Стенка промышленной нагревательной печи состоит из трех слоев. Первый слой — плотный шамотный кирпич толщиной δ 1 = = 250 мм; второй слой — легковесный шамотный кирпич толщиной δ 2 = 500 мм. Максимальная температура в первом слое t с1 = 800 °С. Третий слой — тепловая изоляция (шлаковая вата). На внешней поверхности третьего слоя t с4 = 50 °С. Температура воздуха в поме-

щении t ж2 = 30 °С, а α 2 = 10 Вт/(м 2 æ К). Чему равна толщина слоя шлаковой ваты δ 3 ?

Решение. Для плотного шамотного кирпича λ 1 = 1,06 + 0,0008t; для легковесного шамотного кирпича λ 2 = 0,79 + 0,00035t; для шлаковой ваты λ 3 = 0,06 + + 0,000145t. Плотность теплового потока от поверхности изоляции к воздуху q = = 10(50 – 30) = 200 Вт/м 2 .

Ч а с т ь п е р в а я . ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

Температуру t с2 в плоскости соприкосновения плотного и легковесного кирпичей найдем из уравнения

q = λ 1 / δ 1 (t c1 – t c2 ),

где λ 1 = 1,06 + 0,0004(t с1 + t с2 ).

Решая уравнение, получаем t с2 = 770 °С. Температуру t с3 находим из уравнения

q = λ 2 / δ 2 (t c2 – t c3 ), где λ 2 = 0,79 + 0,000175(t с2 + t с3 ).

Получаем: t с3 = 674 °С. Теперь имеем:

λ 3 = 0,06 + 0,0000725(t с3 + t с4 ) = 0,112 Вт/(м æ К); δ 3 = λ 2 /q (t c3 – t c4 ) = 0,35 м = 350 мм.

Ответ. Толщина слоя шлаковой ваты δ 3 = 350 мм.

1.22. Вычислить линейную плотность теплового потока через стенки змеевиков из труб (d 2 ×δ = 42×5 мм) жароупорной стали [ λ = = 16,5 Вт/(м æ К)], если температуры их внутренней и наружной поверхностей составляют 450 и 580 °С соответственно.

При каком значении радиуса этой трубы температура в стенке равна 500 °С?

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector