Контрольне завдання № 3

1. Визначити температуру стінки труби в конденсаторі, яку необхідно забезпечити для того, щоб при плівковій конденсації сухої насиченої пари на поверхні горизонтальної труби діаметром 16 мм та довжиною 2,4 м конденсувалося 6,5 г/с пари. Тиск пари 5 бар.

Середній коефіцієнт тепловіддачі при конденсації пари на зовнішній поверхні труби:

Довідник: Ривкин С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник.

2. Знайти температуру стінок випарних труб котла для підбору матеріалу та покриття випарних труб парового котла. У трубах відбувається кипіння води при температурі 270 °С, і з 1 м² поверхні труб випаровується 1 літр води на хвилину.

Якщо виконується умова , то можна розраховувати тепловіддачу через трубу, як через пласку стінку.

Коефіцієнт тепловіддачі для кипіння води в трубах:

Довідник: Ривкин С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник.

Контрольне завдання № 4

1. Визначити густину теплового потоку, що падає від Сонця на одиницю нормальної до Сонця поверхні сонячних батарей супутника на орбіті Марса. Вважати випромінювання Сонця близьким до випромінювання абсолютно чорного тіла з температурою 6000 К; діаметр Сонця 1,391·10⁶ км, відстань від Марса до Сонця 228·10⁶ км.

Інтенсивність випромінювання - відношення світлового потоку до одиниці тілесного кута. У прозорому середовищі інтенсивність випромінювання зберігається.

Тілесний кут: ;

Тілесний кут поверхні сфери:

Тепловий потік:

2. Розрахувати відносну балансову ентальпію на виході з випарних труб котла, яку використовують для оцінки ефективності трубної системи котла. У випарювальні труби котла входить вода при температурі насичення. Тиск 2,8 МПа. Площа поверхні труб 50 м². Витрата води через труби 51,7 кг/с. Різниця температур між стінкою та рідиною 10 °С.

Відносна балансова ентальпія потоку: ;

Коефіцієнт тепловіддачі в трубах при кипінні:

Довідник: Ривкин С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара.

Контрольне завдання № 5

1. Знайти середню довжину труби конденсатора, що необхідна для отримання 1 кг/с конденсату. Пара конденсується на пучку горизонтальних охолоджуваних труб. Пучок складається з m=60 рядів труб по n=60 труб в кожному ряді. Тиск 1 бар. Перепад температур між стінкою труби та температурою насичення 1 °С, діаметр труб 15 мм.

Коефіцієнт тепловіддачі на пучку труб:

Довідник: Ривкин С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара.

2. Визначити максимальну температуру стінки при бульбашковому кипінні. Кипіння відбувається при атмосферному тиску в великому об’ємі.

Критичний тепловий потік визначається за формулою:

Довідник: Ривкин С. Л., Александров А. А. Теплофизические свойства воды и водяного пара

Контрольне завдання № 6

1. Для зберігання рідкого кисню використовують сосуд Дюара, внутрішня та зовнішня стінки якого виконані з полірованого алюмінію зі ступенем чорноти 0,04. В об’ємі між стінками створено вакуум з тиском 10^-3 Па. Як зміняться теплові втрати в навколишнє середовище, якщо в сосуд Дюара між стінками вставити додатково два екрани зі ступенем чорноти 0,06. Конвекцією між стінками, а також розмірами екранів та стінок знехтувати. Температуру екранів прийняти постійною.

2. Через систему вертикальних випарних труб котла вода прокачується зі швидкістю 4 м/с. Визначити вплив конвективного теплообміну при кипінні за умов, що вода кипить в трубах діаметром 14 мм під тиском 1 МПа та за умов підводу густини теплового потоку 200 кВт/м².

Вплив конвективної складової кипіння:

У цьому випадку кипіння вважати у великому об'ємі, коефіцієнт тепловіддачі для кипіння: ;

Довідник: Ривкин С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара