Основы теплопередачи - Крейт Ф.
Скачать (прямая ссылка):
5.20. Стальная пластина площадью 2 X 20 м выходит из прокатного стана и движется по транспортеру со скоростью 4 м/с. Температура стали 835 К, а температура окружающего воздуха 305 К. Определить конвективный тепловой поток от верхней поверхности пластины.
5.21. Плоская пластина имеет длину 3 м и ширину 6 м. Температура пластины 16O0C, а температура окружающего воздуха 4O0C Воздух движется параллельно пластине вдоль ее длины. Рассчитать коэффициент конвективной теплоотдачи от пластины при скоростях воздуха: а) 0,1 м/с; б) 10 м/с; в) 20 м/с.
5.22. Среднее число Нуссельта при вынужденном обтекании газом сферы рассчитывается по формуле Nud = 0,37Re^6, справедливой при 17 < Re^ < «< 70 000. Определить тепловой поток, который следует подвести к сфере диаметром 4 см, чтобы температура ее поверхности оставалась постоянной и равной 9O0C при условии, что сфера находится в потоке а) воздуха и б) воды, температура которых равна 30?. Скорость потокг в обоих случаях составляет 1 м/с.
5.23. Сферическая капля воды диаметром 4 мм свободно падает в неподвижном воздухе. Рассчитать средний коэффициент конвективной теплоотдачи в момент достижения каплей скорости 10 м/с. Принять температуру
Формулы для расчета конвективного теплообмена 261
капли равной 1O0C, а температуру воздуха 3O0C Испарением от капли пренебречь. Если бы не пренебрегали массообменом, то увеличилась бы или уменьшилась теплопередача к капле? Приведите ваши доводы.
5.24. Форма воздушного шара, заполненного горячим воздухом, близка к сферической, и его диаметр составляет 18 м. Общий вес гондолы, газовой горелки, полезного груза и материала воздушного шара 1050 Н. Определить мощность газовой горелки (кВт), необходимую для снабжения шара горячим воздухом. Предположить, что воздушный шар летает на высоте, где температура равна 180C, а скорость ветра 0,1 м/с. Термическим сопротивлением материала шара можно пренебречь.
5.25. Вязкая жидкость закачивается в трубу, уложенную в поверхности земли между двумя цехами химического предприятия. Чтобы уменьшить вязкость жидкости и, следовательно, энергию, требуемую для ее прокачки, жидкость нагревается до 4O0C Наружный диаметр трубы 22 см, а ее длина ПО м. Расход жидкости в трубе 20 кг/с. Направление ветра перпендикулярно оси трубы, а его скорость 14 м/с. Пренебрегая термическим сопротивлением трубы, определить тепловой поток, отводимый от жидкости в тот день, когда температура воздуха равна 00C Определить падение температуры жидкости в трубе при условии, что удельная теплоемкость жидкости равна 1,3 кДж/ /(кг-град).
5.26. Емкость для хранения сжиженного природного газа имеет сферическую форму с диаметром 5 м. Согласно измерениям температура наружной поверхности сферы составляет 10°С, а температура окружающего воздуха 300C Пренебрегая влиянием радиационного теплопереноса, рассчитать тепловой поток к сжиженному газу при средней скорости ветра 7 м/с.
5.27. Воздух обтекает внешнюю поверхность одиночного цилиндра диаметром 5 см. Направление воздушного потока перпендикулярно оси цилиндра. Скорость воздуха 35 м/с, а его температура 100 С. При температуре цилиндра 2000C определить отношение среднего коэффициента теплоотдачи к его локальному значению на критической линии цилиндра в предположении, что число Нуссельта здесь определяется выражением Nu^ = д/Re^.
5.28. Толуол с температурой 200C обтекает одиночную трубу диаметром 4 см со скоростью 2 м/с. Направление потока перпендикулярно оси трубы. Вычислить коэффициент теплоотдачи.
5.29. Вода с температурой 2O0C обтекает ряд параллельных труб со скоростью 8 м/с. Расстояние между осями труб 8 см, а их наружный диаметр 4 см. Определить значение максимального числа Рейнольдса Иемакс
5.30. Фреон-12 с температурой 50C обтекает пучок труб, расположенных в шахматном порядке, с наружным диаметром 1,8 см. Скорость фреона до входа в пучок труб 10 м/с. Расстояние между осями соседних труб в одном ряду 3,5 см, а расстояние между осями труб в смежных рядах 3,0 см. Рассчитать максимальное число Рейнольдса ReMaKc.
5.31. Кислород с температурой 1000C поступает при давлении 1 атм и средней скоростью 4 м/с перпендикулярно оси труб в теплообменник с коридорным расположением труб. Всего имеется 12 рядов труб, имеющих наружный диаметр 3 см. Расстояние между осями труб в одном ряду 6 см, а в смежных рядах в направлении потока 9 см. Длина труб 6 м, а температура их поверхности 5O0C Определить следующие параметры: а) коэффициент конвективной теплоотдачи от потока кислорода, обтекающего трубы; б) тепловой поток от кислорода к одной трубе; в) давление, при котором кислород покидает пучок труб.
5.32. Ответить на вопросы задачи 5.31 при условии, что трубы в пучке распочожены не в коридорном, а в шахматном порядке.
5.33. Ртуть поступает в пучок труб с коридорным расположением перпендикулярно осям труб. Наружный диаметр труб 3 см, расстояние между их осями в одном ряду 6 см. Расстояние между осями труб в смежных рядах 4,5 см. Температура ртути на входе 423 К, а ее скорость 7 ем/с. Определить коэффициент конвективной теплоотдачи.
