Основы теплопередачи - Крейт Ф.
Скачать (прямая ссылка):
1.6. Термическое сопротивление стены жилого дома равно 9 град/Вт. Найти тепловой поток через стену площадью 30 м2, если перепад температур на стене составляет 30°С.
1.7. Для описания термического сопротивления изоляции часто применяют коэффициент R = L/k, где L — толщина изоляции. Рассчитать коэффициент R для 10-сантиметрового слоя следующих материалов: стекловолокна, штукатурки, фанеры и обычного кирпича. Использовать значения коэффициента теплопроводности, приведенные в табл. П.IV. 3,
42 Глава 1
1.8. С точки зрения теплопередачи является ли нержавеющая сталь хорошим материалом для кухонной посуды? Какие факторы, кроме теплопередачи, должны учитываться при конструировании товаров широкого потребления типа кухонной посуды?
1.9. Несколько стержней диаметром 1 см и длиной 10 см теплоизолированы по боковой поверхности. С одной стороны концы стержней имеют температуру 100°С, с другой O0C, так что кондуктивный тепловой поток направлен по оси. Найти значения теплового потока для стержней из меди (а), алюминия (б), нержавеющей стали (в), асбеста (г), картона (д) и стекловолокна (е). Использовать коэффициенты теплопроводности, приведенные в приложении n.iv.
1.10. Тонкий плоский нагреватель площадью 0,2 м2 с температурой 2000C помещен между двумя слоями теплоизоляции с коэффициентом теплопроводности ? = 0,35 Вт/(м-град). Мощность нагревателя 1000 Вт. Рассчитать толщину теплоизоляции, при которой температура ее внешней поверхности не превышает 50°С.
1.11. Изменение коэффициента теплопроводности материала в зависимости от температуры описывается выражением k — 2,2 + 4-10~4 Г, где k выражается в Вт/(м-град), а Г — в Кельвинах. Найти тепловой поток, если две тонкие пластины, разделенные слоем этого материала толщиной 40 см, имеют температуры 100 и 200°С. Площадь поперечного сечения материала 1,8 м2.
1.12. Проинтегрировать соотношение (1.2) для случая плоской стенки, коэффициент теплопроводности которой линейно зависит от температуры, и проверить формулу (1.6).
1.13. Найти плотность теплового потока через плоскую стенку, коэффициент теплопроводности которой изменяется по квадратичному закону k = = k0(l + ВТ + CT2). Выразить полученный результат через k0, В, С, температуры обеих поверхностей стенки Т\ и T2 и толщину стенки L. Рассчитать плотность теплового потока через стенку при Ti = 200°С, T2 = 500°С, L = = 15 см, Aj0= 15 Вт/(мтрад), В = 10~4 К~\ C = 10"8 К~2.
1.14. Металлическую стенку рефрижератора нужно покрыть слоем пено* пластовой теплоизоляции с коэффициентом теплопроводности 0,03 Вт/(мХ X град). Температура внутри рефрижератора поддерживается равной —2O0C Его хладопроизводительность 2 кВт, а площадь поверхности стенок 100 м2. Найти минимальную толщину изоляции, при которой на внешней ее поверхности не происходит конденсации, если точка росы окружающего воздуха вне рефрижератора равна 150C.
1.15. Предположим, что происходит одномерный кондуктивный перенос тепла через составную стенку, показанную на рисунке.
T= 500°с-
А В D
с
±LB=Lcm-Lj,—Ц
'T- 100е'
К задаче 1.15.
а) Составить тепловую цепь для этой стенки, используя общепринятые обозначения для всех сопротивлений и потенциалов.
б) Найти тепловой поток через сгенку.
в) Найти температуру левой поверхности материала D. если kA = = 75 Вт/(м-град), LA = 20 см, kB = 60 Вт/(м-град), L0 = Lc = = 25. см, kc = 58 Вт/(м-град), L0 = 40 см, kD = 20 Вт/(м-град), Aa = AD = 2 м2, A? = Л с.
Принципы теплопередачи 43
1.16. Стационарный профиль температуры в двухслойной стенке показан на рисунке. Какой материал имеет больший коэффициент теплопроводности? Обоснуйте свой ответ.
Материал 2 '
T Материал 1
--> X
К задаче 1.16.
1.17. Левая поверхность многослойной стенки, показанной на рисунке омывается водой с температурой 7O0C Коэффициент конвективной теплоот дачи на этой поверхности равен 60 Вт/(м2-град). Найти величину kx.
Г=50°С-
к = 200 Вт/(м-град) fc=30 Вт/(м-град)
Ъ~с = 60 Вт/(м2-град) Т=ЖС
К задаче 1.17.
-30 см-
-25см->И5см
-Г= 00C
1.18. На рисунке показан стационарный профиль температуры в трехслойной стенке. Выбрать правильное неравенство из следующих: а) kA >
> kB > kc\ б) kA > kc > kB\ в) kB > kA > kc\ г) kc > kA > kB\ д) kc >
> k? > Ад.
Г
/
*в
\
К задаче 1.18.
1.19. В безветренный день коэффициент конвективной теплоотдачи крыши здания равен 6 Вт/(м2-град). Найти конвективный тепловой поток от крыши, если температура внутренней поверхности крыши 150C, а температура окружающего воздуха —5°С. Площадь поверхности крыши 400 м2. Рассчитать тепловой поток, если подул ветер и величина he возросла до 85 Вт/(м2-град).
1.20. Найти конвективный тепловой поток от шарикоподшипника диаметром 1 см, имеющего температуру 200°С, который погружен в масло с температурой 100°С. Принять h = 1000 Вт/(м2-град).
1.21. Рассчитать конвективный тепловой поток от пластины с температурой 2000C к окружающему воздуху с температурой 3O0C Коэффициент конвективной теплоотдачи от пластины к воздуху 30 Вт/(м2-град), а площадь поверхности пластины 10 м2.
