Контрольне завдання № 7

1. На коридорному пучку горизонтальних труб зовнішнім діаметром 100 мм і довжиною 2 м конденсується насичений пар при атмосферному тиску. Кількість туб по вертикалі і горизонталі дорівнює 8. Оцінити у скільки разів необхідно збільшити кількість труб в горизонтальному напрямку, щоб витрата конденсату становила 6 кг/с. Середня температура стінки труб по довжині – 80 ºС.

Середній коефіцієнт тепловіддачі в одному вертикальному пучку визначається як:

,

де теплофізичні властивості визначаються при температурі насичення, n – кількість труб по вертикалі в одному пучку;

- різниця температур між температурою насичення і температурою стінки.

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

2. Відомо, що при заправці теплової труби* необхідно прокип'ятити теплоносій на протязі 10 хвилин для його дегазації. Температура днища під час дегазації вимірювалася термопарою і її температура в середньому становила 110 ºС. Визначити на скільки більше (в г) необхідно залити теплоносія в теплову трубу, що б його в тепловій трубі залишилося 100 мл. Прийняти воду за теплоносій. Тиск усередині атмосферний. Вважати, що кипіння відбувається у великому об’ємі. Діаметр днища 0,01 м.

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

*Теплова труба – це пристрій, в замкненому контурі якого відбувається випарно-конденсаційний процес. В даному випадку прийняти, що теплова труба являє собою відкритий об’єм, заповнений рідиною.

Контрольне завдання № 8

1. В горизонтальну трубу теплообмінника надходить насичена пара при атмосферному тиску. Внутрішній діаметр труби 0,1 м. Середня температура стінки по довжині каналу дорівнює 90 º С. Визначити довжину труби, яка потрібна для повної конденсації пари, якщо відомо, що витрата пари на вході дорівнює 0,1 кг / с. При Re'> 5 ·10³ коефіцієнт тепловіддачі визначається за формулою:

,

де с = 0,024, а число Рейнольдса визначається за формулою: , де кінематична в'язкість приймається по температурі насиченої рідини, а швидкість циркуляції визначається як:

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

2. Оцінити втрати тепла в навколишнє середовище з одиниці площі вакуумного термосу, якщо температура навколишнього повітря дорівнює 20 º С, а всередині термос заповнений водою на лінії насичення з температурою 100 º С. Ступені чорноти стінок термоса становлять 0,05. У першому наближенні прийняти температуру стінки рівної 30 ⁰С. Коефіцієнт тепловіддачі при вільній конвекції прийняти рівним 3,3 Вт/(м²·К). Розрахувати з точністю до 3 %.

Довідник: Сычев В.В. Термодинамические свойства воздуха

Контрольне завдання № 9

1. Визначити, чи можна використовувати розглянутий нижче кип'ятильник у пластиковій чашці, що витримує температуру 120 °С за умови, що кип'ятильник може мати точку контакту із стінкою чашки, розрахувавши температуру поверхні кип'ятильника в зоні контакту. Враховуючи ускладнений теплообмін в цій зоні вважати температуру кип'ятильника в зоні контакту з чашкою на 10 °С більшою від середньої температури кип'ятильника. Відомо, що даний кип'ятильник має площу поверхні 20 см² та догріває 400 мл води з 20 °C до температури насичення при атмосферному тиску за 8 хвилин. Кипіння вважати процесом, що відбувається у великому об'ємі.

Коефіцієнт тепловіддачі при кипінні у великому об'ємі:

Довідник:

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

2. На вертикальній трубі заввишки 1 м конденсується насичена пара при атмосферному тиску. Температури труби по довжині становить 90 ºС. У скільки разів зміниться середній коефіцієнт тепловіддачі, якщо по трубі рівномірно зробити 4 поперечні кільцеві ребра для відведення конденсату. Прийняти режим течії плівки конденсату ламінарним.

Середній коефіцієнт тепловіддачі по висоті труби обчислюється з формули:

де теплофізичні властивості теплоносія взяті на лінії насичення.

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