Контрольне завдання № 2

1. Для того, щоб нагріти 20 літрів азоту на 13 К та закип'ятити 1 л азоту знадобиться:

Якщо нам потрібно зберігати азот 2 дні, то втрати не повинні перевищувати:

Якщо сосуд Дюара, що не має екранів, теплові втрати становлять:

Використовуючи формулу, що встановлює зв'язок між кількістю екранів та густиною теплового потоку між ними визначаємо:

Оскільки для забезпечення умови нам необхідно забезпечити екранів, то .

Відповідь: необхідно 3 екрани.

2. Для рішення задачі необхідно знайти співвідношення коефіцієнта тепловіддачі при кипінні до коефіцієнта тепловіддачі при конденсації. Коефіцієнт тепловіддачі при кипінні води у великому обсязі визначається як:

Для обчислення коефіцієнта тепловіддачі за формулою необхідно знайти теплофізичні властивості теплоносія. Знаходимо по довідковій літературі теплофізичні властивості води на лини насичення:

,

,

.

.

Знаходимо по довідковій літературі теплоту пароутворення пара на лінії насичення:

Коефіцієнт тепловіддачі при конденсації визначається як:

Так як коефіцієнт тепловіддачі при конденсації більше ніж при кипінні, а поверхні теплообміну однакові, то необхідно інтенсифікувати теплообмін при кипінні або розвинути площа поверхні теплообміну при кипінні в:

Відповідь: площа поверхні теплообміну при кипінні необхідно розвинути в 1,77 рази при тепловому потоці в 50 кВт / м².

Контрольне завдання № 3

1. З рівняння теплового балансу маємо:

З іншого боку коефіцієнт тепловіддачі розраховується як:

Прирівнявши праві частини цих рівнянь виразимо температурний напір:

Та необхідна температура стінки дорівнює:

Відповідь: необхідна температура стінки .

2. Густина теплового потоку, що передається теплоносію через внутрішню стінку труб:

Знаходимо коефіцієнт тепловіддачі:

Знаходимо температури стінок:

Відповідь:

Контрольне завдання № 4

1. Шукана величина:

Випромінення Сонця:

-

Інтенсивність випромінювання зберігається не залежно від відстані до тіла.

Інтенсивність випромінення Сонцем:

Тілесний кут:

Загальна формула:

Відповідь:

2. Відносна балансова ентальпія знаходиться за формулою:

Кількість теплоти, що передається 1 кг води за 1 секунду дорівнює:

Оскільки вода на вході в контур має ентальпію , то на виході з контуру пароводяна суміш матиме ентальпію

Знайдемо густину теплового потоку використовуючи закон Ньютона-Ріхмана та формулу, для знаходження коефіцієнта тепловіддачі в трубі при кипінні. Матимемо систему:

Підставивши отримаємо:

Звідки знаходимо:

Відповідь: 0,194

Контрольне завдання № 5

1. Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі

Визначаємо потужність, що виділяється при конденсації заданої маси пари:

Визначаємо за законом Ньютона-Ріхмана потужність, що передається від пари до охолоджуючих труб:

Прирівнявши знаходимо довжину труби

Відповідь:

2. Для визначення критичного теплового потоку необхідно попередньо знайти теплофізичні властивості воді на лінії насичення.

Знаходимо по довідковій літературі теплофізичні властивості води на лини насичення:

,

.

,

Знаходимо по довідковій літературі теплоту пароутворення пара на лінії насичення:

Визначимо критичний тепловий потік за формулою :

Визначимо коефіцієнт тепловіддачі за формулою:

Визначимо температуру стінки за формулою:

Відповідь: температура при якій режим кипіння почне змінюватися від бульбашкового до плівкового дорівнює 122 ºС.