Основы теплопередачи - Крейт Ф.
Скачать (прямая ссылка):
6.60. Решить пример 6.10 матричным методом.
6.61. Длинный конструкционный элемент имеет поперечное сечение в форме шестиугольника. Все поверхности шестиугольника серые, непрозрачные и диффузные. Рассчитать плотность результирующего теплового потока для каждой из шести поверхностей. Пренебречь конвекцией и теплопроводностью между поверхностями. Для определения величин (<7t)p7e3 использовать вычислительную программу, описанную в разд. 6.7. Геометрия сечения показана на рисунке. Температуры и излучательные способности поверхностей равны
I1 = T3 = 400К, T2 = Tt = 500К, T6 = T6 = 300К, C1 — е2 = 0,2, е3 = е4 = 0,3, е6 = е6 = 0,4.
К задаче 6.61.
Излучение 37t
6.62. Для элемента с шестиугольным поперечным сечением, показанного в задаче 6.61, заданы следующие условия: Єї = 0,1, B2 = 0,2, 8з = 0,3, е4 = = 0,4, є5 = 0,5, є6 = 0,6, T1 = 300 К, T2 = 350 К и T3 = 400 К. Поверхности 4—6 огнеупорные. Используя вычислительную программу, описанную в разд. 6.7, определить температуры трех огнеупорных поверхностей и плотно* сти результирующих тепловых потоков для поверхностей 1, 2 и 3.
6.63. Печь новой улучшенной конструкции, подобная описанной в задаче 6.56, предназначена для нагрева объектов до повышенных температур. Ее новые конструктивные особенности — донный нагревательный элемент плюс нагреватель, занимающий половину боковой поверхности цилиндра, как показано на рисунке. Остальная часть цилиндрической поверхности представ-ляет собой огнеупорную поверхность. Оба нагревателя имеют излучательную способность 0,9. Нагреваемый объект с излучательной способностью 0,5, помещенный в верхней части топки, принимает равновесную температуру 650 К. Щнцность донного нагревателя 1,3 кВт, а мощность бокового нагревателя 1,0 кВт. Используя вычислительную программу, описанную в разд. 6.7, определить: а) температуры обоих нагревателей; б) температуру огнеупорной поверхности; в) плотность потоков падающего и эффективного излучения для всех поверхностей; г) плотность результирующего теплового потока для нагреваемого объекта.
50 см-
25 см
25 см
Нагреваемый объект, с=0,50
Огнеупорная поверхность
Боковой
нагреватель,
е=0,9
Донный
нагреватель,
?=0,9
К задаче 6.63.
6.64. Смесь CO2 и N2 нагрета до 1000 К. Парциальное давление CO2 0,1 МН/м2, а полное давление смеси 0,1 МН/м2. Форма объема газовой смеси — полусфера с радиусом 0,8 м. Определить излучательную способность газовой смеси.
6.65. Смесь сухого воздуха и водяного пара имеет полное давление 0,2 МН/м2. Парциальное давление водяных паров 0,01 МН/м2. Смесь газов занимает пространство между двумя большими параллельными пластинами, размещенными на расстоянии 1,5 м друг от друга. Рассчитать излучательную способность смеси газов при температуре 800 К.
6.66. Смесь CO2 и H2O имеет полное давление 0,05 МН/м2 и температуру 700 К. Смесь газов заключена в кубический контейнер, сторона которого 1 м. Определить излучательную способность смеси, если парциальное давление СОг 0,02 МН/м2.
6.67. Смесь H2O и CO2 при полном давлении 0,15 МН/м2 находится между двумя большими параллельными пластинами, расположенными на расстоянии 0,5 м друг от друга. Парциальное давление водяного пара 0,07 МН/м2. Температура газов 800 К. Определить излучательную способность газовой смеси.
372 Глава б
6.68. Определить поглощательную способность газовой смеси из задачи 6.67 по отношению к падающему излучению от поверхности при 400 К.
6.69. Рассмотреть данные задачи 6.67 и предположить, что газ серый. Верхняя пластина (поверхность 1) серая (е = 0,4), с температурой 500 К. Нижняя пластина (поверхность 2) серая (є = 0,8), и ее температура 1000 К. Рассчитать плотность результирующего теплового потока для поверхности 1 (^i)peg при наличии и отсутствии газа. Определить температуру газа.
6.70. Используя данные задачи 6.65, определить поглощательную способность газовой смеси для падающего потока излучения от поверхности при 900 К.
6.71. Большой лист стали (є = 0,5) выходит из прокатного стана с температурой 1000 К. На расстоянии 1 см от листа расположен небольшой прибор для контроля поверхностных свойств стали. Пространство между прибором и сталью заполнено серым газом с излучательной способностью 0,15. Рассчитать плотность теплового потока на поверхности, необходимую для поддержания температуры корпуса прибора при 500 К, если прибор черный. Рассчитать плотность теплового потока, если поглощающий газ отсутствует.
6.72. Рассчитать результирующий теплообмен излучением между двумя серыми (е = 0,6) бесконечными пластинами, отстоящими друг от друга на 4 см. Пространство между пластинами наполнено CO2 при давлении 0,1 Мн/м2 а температуры пластин 800 и 600 К. Принять, что CO2 — серый газ. Рассчитать также результирующие потоки энергии, подводимые к каждой пластине. Рассчитать результирующий теплообмен излучением между двумя пластинами, когда газ отсутствует.
6.73. Выхлопные газы после процесса горения истекают из трубы диаметром 20 см при температуре 2200 К. Газы состоят из CO2 и H2O при полном давлении 0,1 МН/м2 и парциальных давлениях 0,05 и 0,01 МН/м2. Вблизи выхлопных газов расположена черная поверхность, чтобы охлаждать их до температуры менее 500 К. Какая требуется минимальная охлаждающая способность на единицу площади поверхности? Принять газ серым.
