Контрольне завдання № 6

1. Розглянемо випадок, коли проміжні екрани відсутні.

В даному випадку тепловий потік між стінками визначається як:

Розглянемо випадок з проміжними екранами.

Оскільки процес передачі теплоти стаціонарний, то в цьому випадку тепловий потік між стінками дорівнює тепловим потокам між сусідніми поверхнями:

Розглянемо кожну складову рівності:

Над цими рівняннями виконаємо наступні перетворення:

Складемо отримані рівняння і після найпростіших перетворень одержимо:

Тоді

Розділивши отримаємо:

У підсумку тепловий потік зменшиться в 1,67 разу.

Відповідь: в посудині Дюара з додатковими екранами теплові втрати будуть в 1,67 разів менше ніж в посудині Дюара без додаткових екранів.

2. Використовуючи формулу знайдемо складову теплообміну кипінням:

Використовуючи формулу Міхеєва знайдемо конвективну складову теплообміну:

Відповідь: врахування конвективної складової збільшує теплообмін в 1,31 рази.

Контрольне завдання № 7

1. Для знаходження коефіцієнту тепловіддачі використовуємо формулу:

,

В даній формулі попередньо необхідно визначити невідомі теплофізичні властивості. Тоді знаходимо по довіднику теплофізичні властивості води на лінії насичення:

,

,

.

Знаходимо по довіднику теплоту пароутворення пара на лінії насичення:

Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі:

З одного боку, кількість теплоти, необхідна для конденсації 6 кг пари, становить:

З іншого боку, кількість теплоти, що виділяється при конденсації пари на трубах теплообмінника за секунду становить:

Тоді відношення кількості труб у теплообміннику до кількості труб, що необхідна для конденсації 6 кг пари в секунду, становить:

Відповідь: щоб за 1 с сконденсувати 6 кг пари необхідно збільшити кількість труб в горизонтальному напрямку в 4 рази.

2. Визначимо коефіцієнт тепловіддачі при кипінні у великому об'ємі:

Визначимо тепловий потік, підведений до днища установки:

Визначимо сумарну кількість теплоти, підведене до днища за 10 хвилин:

Знаходимо по довідковій літературі теплоту пароутворення пара на лінії насичення:

Визначимо масу надлишку теплоносія:

Відповідь: в теплову необхідно заправити теплоносій з надлишком у 1,8 г

Контрольне завдання № 8

1. Для знаходження коефіцієнту тепловіддачі використовуємо формулу:

,

В даній формулі попередньо необхідно визначити невідомі теплофізичні властивості. Тоді знаходимо по довіднику теплофізичні властивості води на лінії насичення:

,

,

.

.

,

Знаходимо по довіднику теплоту пароутворення на лінії насичення:

Швидкість циркуляції визначається з формулою:

Підрахуємо число Рейнольдса через швидкість циркуляції, використавши:

Тоді число Нуссельта тепловіддачі насиченої пари до стінки труби можна визначити з формули:

Тоді коефіцієнт тепловіддачі на першій ділянці дорівнює:

Визначимо довжину труби ділянки теплообміну:

Відповідь: довжина труби, яка буде потрібна для повної конденсації насиченої пари, дорівнює 20 м.

2. При стаціонарному процесі, тепловий потік, що передається конвекцією від стінки до рідини, дорівнює тепловому потоку, що передається випромінюванням.

Тепловий потік, що передається випромінюванням, в першому наближенні дорівнює:

Підрахуємо тепловий потік від стінки до навколишнього середовища:

Очевидно, що:

Перерахуємо теплові потоки, прийнявши температуру стінки рівній 25 ºС :

Перерахуємо тепловий потік від стінки до навколишнього середовища:

Підрахуємо різницю теплових потоків:

Тоді, втрати теплоти в навколишнє середовище становлять 16,5 .Вт/м².

Відповідь: втрати тепла з зовнішньої поверхні циліндра складають 16,5 Вт/м².