Основы теплопередачи - Крейт Ф.
Скачать (прямая ссылка):
5.49. Крытый каток имеет размеры 100Х 120 м и температуру поверхности льда —4°С Температура воздуха в помещении 2O0C В предположении, что тепло от поверхности льда передается воздуху в основном благодаря свободной конвекции, определить холодопроизводительность холодильной установки, необходимую для поддержания льда при —40C Принудительная вентиляция воздуха в помещении отсутствует.
5.50. Лампа дневного света мощностью 40 Вт имеет наружный диаметр 3,2«?м и длину 136 см. При температуре окружающего воздуха 240C температура поверхности лампы 360C Какой процент общего рассеяния тепловой энергии лампы составляет теплоотдача вследствие свободной конвекции? Лам* па расположена горизонтально в покоящемся воздухе.
5.51. Горизонтальная паровая труба наружным диаметром 14 см находится в покоящемся воздухе в помещении промышленного предприятия. Температура наружной поверхности трубы 55°С, а температура воздуха 250C Рассчитать тепловой поток от пара при длине трубы 20 м.
5.52. Тонкостенный бак из нержавеющей стали, предназначенный для сушки картофельных ломтиков, помещен в покоящемся воздухе с температурой 250C Бак имеет квадратное поперечное сечение и заполнен раститель* ным маслом, которое нагревается до 2050C от газовых горелок, находящихся под дном бака. Площадь сечения бака равна 3X3 м2, а высота слоя масла в нем 1 м. Определить расход газа (м3/с), потребляемый при нормальных условиях, когда достигнут установившийся режим работы. При стандартных давлении и температуре теплотворная способность природного газа составляет 3,7•1O7 Дж/м3. При стоимости газа в США 0,07 долл./м3 определить затраты на него в течение 1 ч работы бака для компенсации потерь тепла через стенки, связанных со свободной конвекцией.
5.53. Кирпичи вынимают из печи для обжига при температуре 42O0C й охлаждают в покоящемся воздухе при температуре 3O0C Высота кирпича 10 см, а размеры его основания 14X7 см. Рассчитать тепловой поток от кирпичей в результате естественной конвекции сразу после извлечения из печи. Кирпичи лежат на теплоизолированной поверхности.
5.54. Электронный блок потребляет 75 Вт электроэнергии. Для защиты его помещают в кубический оловянный корпус с размером стороны 28 см. Определить температуру поверхности корпуса, если температура окружающего его воздуха равна 200C Основание корпуса покоится на хорошо теплоизолированной поверхности. Потерями излучением можно пренебречь.
5J55. Оконная рама с двойным остеклением состоит из двух стекол толщиной 1 см каждое, разделенных слоем воздуха толщиной 1,8 см. Определить тепловой поток через раму, когда температура наружной поверхности онешнего стекла рамы — 100C а температура внутренней поверхности другого стекла 200C
264 Глава 5
5.56. Верхняя часть печи выполнена из двух горизонтальных металлических пластин, разделенных слоем покоящегося воздуха. Температура нижней пластины 38O0C, а верхней 120°С. Пластины отстоят друг от друга на 2 см. Определить коэффициент конвективной теплоотдачи от нижней пластины к верхней.
5.57. Большой бак с нагретой жидкостью имеет двойные металлические стенки, разделенные слоем воздуха. Каждая стенка имеет высоту 12 м и горизонтальное основание 15 м. Слой разделяющего воздуха имеет толщину 3,5 см. Рассчитать тепловой поток между стенками, если температура внутренней стенки 90°С, а наружной 30°С.
5.58. Две большие вертикальные пластины разделены слоем воздуха толщиной 3 см. Температура одной пластины 10°С, а другой 7O0C Определить тепловой поток от одной пластины к другой при площади поверхности каждой из них 20 м2 и высоте пластин по вертикали 5,6 м.
5.59. Вода с температурой 3O0C и скоростью 0,15 м/с поступает в горизонтальную трубу. Температура изотермической стенки трубы 9O0C Внутренний диаметр трубы 3 мм, а ее длина 250 см Рассчитать коэффициент теплоотдачи для случая смешанной свободной и вынужденной конвекции. Сравнить свой результат со случаем чисто вынужденной конвекции.
5.60. Горизонтальная труба длиной 1 м имеет температуру поверхности 1000C и внутренний диаметр 5 см. В нее поступает кислород при атмосферном давлении с температурой 6O0C и скоростью 0,4 м/с. Определить коэффициент теплоотдачи для случая смешанной свободной и вынужденной конвекции.
5.61. Насыщенный жидкий аммиак поступает в горизонтальную трубу с температурой 4O0C Температура изотермической поверхности трубы O0C Длина трубы 85 см, а ее внутренний диаметр 0,25 см. Скорость аммиака 13,5 см/с. Рассчитать коэффициент теплоотдачи в условиях: а) чисто вынужденного течения, б) смешанной свободной и вынужденной конвекции.
5.62. Плоская пластина помещена в поток воздуха, имеющего число Маха M = 2,0 и давление 25 000 Н/м2. Температура невозмущенного потока —150C Температура пластины не может превышать 12O0C При длине пластины в направлении течения 30 см рассчитать плотность теплового потока, который необходимо отвести в систему охлаждения, чтобы поддержать температуру пластины ниже указанного предельного значения.
5.63. Спутник входит в атмосферу Земли со скоростью 2700 м/с. Определить максимальную температуру защитной тепловой оболочки при отсутствии уноса материала оболочки и теплообмена излучением. Температура верхних слоев атмосферы —5O0C
