Задачи по теплопередачи, вариант 13 (изоляция цилиндрической стенки, изоляция плоской стенки, излучение)

Задача №1 – Изоляция цилиндрической стенки
Стальной трубопровод горячей воды покрыт двумя слоями тепловой изоляции толщиной δ1 и δ3 находится на открытом воздухе. Средняя температура горячей воды tж1 = 90 С, коэффициент теплоотдачи α1 = 350 Дж/(м2*К). Внутренний и наружный диаметры трубопровода d1 = 260 мм, d2 = 268 мм, коэффициент теплопроводности стали λ1 = 50 Вт/(м·К). Дополнительные исходные данные по вариантам приведены в таблице в размерностях: δ, мм; t, C; α, Дж/(м2*К); λ, Вт/(м*К). Рассчитать наружный диаметр теплоизолированного трубопровода и теплопотери в окружающую среду с 1 м длины трубы Q1, Вт/м, t1, t2, t3, t4. На сколько градусов снизится температура горячей воды Δt1 на участке трубопровода длиной L=500 м, если скорость воды w = 0,5 м/с.
Вариант 13: t3 = 58.5; δ2 = 54; tж2 = 10; α2экв = 12; λ2 = 0.287; λ3 = 0.110.


Задача №2 – Изоляция плоской стенки
Стальная стенка толщиной δ1 покрыта двумя слоями тепловой изоляции толщиной δ2 и δ3. В табл. 1 указаны величины, которые требуется рассчитать, и приведены исходные данные для расчета. Численные значения коэффициентов теплопроводности и теплоотдачи имеют размерность λ, Вт/(м*К); α, Дж/(м2*К). Коэффициенты теплопроводности теплоизоляционных материалов даны в табл. 2. Λэф – эффективный коэффициент теплопроводности двухслойной изоляции. Если двухслойную теплоизоляцию заменить однослойной из стекловаты, то какой толщины δст она должна быть, чтобы теплоизоляционные свойства не изменились?
Вариант 13: t1 = 800 C, λ1 = 30 Вт/(м*К), tж2 = 30 С, α2к = 20 Дж/(м2*К); δ1 = δ2 = 10 мм; δ3 = 10 мм; (Резина, пробк. плита).


Задача №3 – Для системы из трех поверхностей, образующих протяженный канал длиной L = 1 м, данные по образующим собраны в таблице. Рассчитать все угловые коэффициенты и результирующие потоки для каждой поверхности QрезI. Ответ оформить в виде таблицы:
Вариант №13: R = 1 м; α = 40⁰; t1 = 100⁰С; t2 = 200⁰С; t3 = 500⁰С; ε1 = 0.8; ε2 = 0.7; ε3 = 0.9.


Задача №4. Две параллельные плоские поверхности, разделены диатермическим промежутком. Температуры поверхностей t1, t2, а степени черноты ε1 = 0.4, ε2 = 0.8 по вариантам согласно таблице: Nвар = 13; t1 = 220 ⁰C; t2 = 100 ⁰C. Рассчитать теплообмен излучением между поверхностями, а также собственное, результирующее, эффективное, отраженное, падающее, поглощенное излучение от каждой поверхности. Рассчитать поток излучения после установки между поверхностями одного (или нескольких по согласовании с преподавателем) экрана (-ов) с εэ = 0.1, а также температуру экрана.