2.3 Задачі для самостійної роботи
Задача 2.3.1. Визначити тепловий потік у повітряному прошарку товщиною 25 мм і висотою 1,5 м, утвореному двома плоскими стінками з температурами 150 і 50 оС.
Задача 2.3.2. Горизонтальна плита з повернутою вверх теплообмінною поверхнею має розміри 500
1000 мм і нагріта до 100 оС. Навколишнє повітря має температуру 25 оС. Визначити тепловий потік від плити до повітря.
Задача 2.3.3. Вертикальна стінка висотою 4 м і шириною 2 м нагрівається нерухомими димовими газами з температурою 300 оС. Визначити, яким має бути тепловий потік для того, щоб температура стінки була 80 оС.
Задача 2.3.4. Горизонтальний трубопровід діаметром 110 мм має температуру стінки 80 оС. Температура повітря вдалині від трубопроводу 25 оС. Визначити теплові втрати, якщо довжина трубопроводу складає 70 м.
Задача 2.3.5. Визначити допустиму силу струму для дроту діаметром 0,6 мм за умови, що його температура не перевищуватиме 250 оС. Опір 1 м дроту дорівнює 6 Ом, а температура води віддалік від дроту 20 оС.
Задача 2.3.6. Вертикальний паропровід з діаметром 200 мм і довжиною 5 м має температуру стінки 120 оС. Визначити теплові втрати з поверхні паропроводу, якщо температура навколишнього повітря становить 10 оС.
Задача 2.3.7. Визначити тепловий потік в циліндричному повітряному прошарку товщиною 20 мм, якщо температура стінок становить tc1 = 30 оС і tc2 = 0 оС.
Задача 2.3.8. Циліндричний бак має висоту 1,75 м. В ньому охолоджується рідина, температура якої 50 оС, з такими теплофізичними властивостями: λ = 0,33 Вт/(м·К); ν = 4,85·10-6 м2/с; β = 6,4·10-4 К-1; Prр = 40; Prс = 650. Температура стінки бака 15 оС. Визначити питомий тепловий потік від рідини до стінки бака.
Задача 2.3.9. Трансформаторне масло з температурою 30 оС нагрівається в нагрівачі з горизонтальними трубами, температура поверхні яких становить 120 оС, а зовнішній діаметр 33 мм. Визначити необхідний тепловий потік, якщо поверхня нагріву 12 м2.
Задача 2.3.10. Дві горизонтальні труби з однаковою температурою на поверхні охолоджуються в повітрі. Діаметр першої труби в 10 разів більший, ніж другої. Критерій Релея для другої труби дорівнює 104. Визначити відношення коефіцієнтів тепловіддачі та теплових потоків для цих труб.
Задача 2.3.11. Температура повітря в приміщенні підтримується рівною 20 оС електронагрівником, діаметр якого 1,25 мм, а питомий електричний опір 1,2·10-6 Ом·м. Електронагрівник розташований горизонтально, а температура його поверхні становить 800 оС. Визначити максимальну силу електричного струму через електронагрівник.
Задача 2.3.12. У великому об’ємі води охолоджується вертикальна пластина розмірами 23 м. Визначити тепловий потік, якщо температура пластини 110 оС, а температура води 30 оС.
Задача 2.3.13. Горизонтальний паропровід з діаметром 300 мм і довжиною 10 м має температуру поверхні 160 оС. Температура повітря в приміщенні 25 оС. Визначити теплові втрати, а також як вони зміняться в разі зменшення температури стінки в 2 рази.
Задача 2.3.14. Між вертикальними стінками з температурами 120 і 40 оС, відповідно, є повітряний прошарок товщиною 30 мм і висотою 3 м. Визначити тепловий потік між стінками.
Задача 2.3.15. Вертикальна стінка висотою 4,5 м і шириною 3 м з температурою 250 оС охолоджується в повітрі з температурою 25 оС. Визначити тепловий потік.
Задача 2.3.16. Вертикальний паропровід з температурою стінки 150 оС, діаметром 90 мм має довжину 20 м. Визначити теплові втрати, якщо температура зовнішнього повітря – tп = – 5 оС.
Задача 2.3.17. У великому об’ємі води охолоджується горизонтальна пластина розмірами 1,53 м. Визначити тепловий потік, якщо температура пластини 140 оС, а температура води 35 оС.
Задача 2.3.18. Визначити теплові втрати між скляними поверхнями вікна, розділеними повітряним прошарком товщиною 40 мм, якщо температури цих поверхонь становлять tc1 = 10 оС і tc2 = – 10 оС.
Задача 2.3.19. Горизонтальна плита з повернутою донизу теплообмінною поверхнею має розміри 2,55 м і нагріта до 130 оС. Визначити тепловий потік від плити до навколишнього повітря з температурою 20 оС.
Задача 2.3.20. Бак великого об’єму має вертикальні труби довжиною 1,2 м для підігрівання води. Визначити тепловий потік, якщо вода з температурою 20 оС нагрівається від поверхонь труб з температурою 120 оС, а діаметр труб складає 80 мм.
Задача 2.3.21. Горизонтальна труба діаметром 6 мм охолоджується у воді, температура якої 5 оС. Визначити лінійний тепловий потік, якщо температура поверхні труби складає 45 оС.
Задача 2.3.22. В приміщенні необхідно підтримувати температуру повітря 20 оС. Приміщення обігрівається електронагрівником, який виготовлений із дроту діаметром 1 мм. Температура стінки дроту 90 оС. Визначити загальну довжину дроту, якщо теплові втрати складають 1,1 кВт.
Задача 2.3.23. В трубі діаметрами 64/58 мм знаходиться інша труба з діаметрами 16/12 мм. Температура на внутрішній поверхні зовнішньої труби 140 оС, а температура на зовнішній стінці внутрішньої труби 40 оС. Визначити питомий тепловий потік між стінками в кільцевому прошарку з трансформаторним маслом.
Задача 2.3.24. Вертикальний паропровід з діаметром 270 мм і довжиною 5 м має на поверхні температуру 250 оС. Визначити теплові втрати в повітрі, яке має температуру 30 оС.
Задача 2.3.25. За умови задачі 2.3.24 визначити теплові втрати в разі горизонтального розміщення паропроводу.
Задача 2.3.26. Визначити, для якої товщини повітряного прошарку в обмеженому просторі впливом конвекції можна знехтувати (теплообмін відбувається за рахунок теплопровідності), якщо температури поверхонь 15 і 5 оС, n = 14,16Ч10-6 м2/с; Pr = 0,7
