Тепломассообмен

Высшая школа технологии и энергетики СПбГУПТД

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Программа и контрольные задания по курсу
ТЕПЛОМАССООБМЕН
Факультет - заочный
Направление - 140100.62 «Теплоэнергетика и теплотехника»
Санкт-Петербург
2013

Стоимость выполнения контрольной работы 1 на заказ по тепломассообмену ... руб.
Стоимость выполнения контрольной работы 2 на заказ по тепломассообмену ... руб.

Контрольная работа 1
Задача 1-1. Определить потери теплоты от кирпичной стены длиной L, м, высотой H, м, и толщиной δ, мм. Температуры на поверхностях стенок соответственно равны t₁°С и t₂°С. Коэффициент теплопроводности кирпича λ, Вт/(м∙°С).
Задача 1-2. Найти значение коэффициента теплопроводности материала стенки, если заданы: δ, мм; Δt, °С; q, кВт/м2.
Задача 1-3. Рассчитать плотность теплового потока, проходящего через стенку котла толщиной δ₁, мм, и коэффициентом теплопроводности материала λ₁, Вт/(м∙°С) , если с внутренней стороны стенка покрыта слоем накипи толщиной δ₂, мм, с коэффициентом теплопроводности λ₂, Вт/(м∙°С). Температура наружной поверхности t₁, °С, и внутренней поверхности t₂, °С.
Задача 1-4. Найти потери теплоты в окружающую среду от кирпичной обмуровки котла толщиной δ, мм, и температуру обмуровки, с коэффициентом теплопроводности λ, Вт/(м∙°С), при температуре дымовых газов t_г, °С, температуре наружного воздуха t_в, °С , коэффициентах теплоотдачи: от дымовых газов к стенке α₁, Вт/(м2∙°С), и от стенки к окружающей среде α₂, Вт/(м2∙°С).
Задача 1-5. Паропровод диаметром D, мм, покрыт двухслойной изоляцией. Толщина первого слоя δ₂, мм, и второго слоя δ₃, мм. Коэффициенты теплопроводности трубы и изоляции соответственно равны λ₁, λ₂ и λ₃ , Вт/(м∙°С). Температура внутренней поверхности паропровода t_вн, °С, и внешней поверхности изоляции t_н, °С. Определить потерю теплоты 1м трубопровода и температуры на поверхностях раздела отдельных слоев.
Задача 1-6. Стальной паропровод с коэффициентом теплопроводности λ₁, Вт/(м∙°С), диаметром D, мм, покрыт слоем изоляции толщиной δ, мм [λ₂, Вт/(м∙°С)]. Температура пара t_п, °С, и окружающего воздуха t_в, °С. Коэффициенты теплоотдачи со стороны пара и воздуха равны соответственно α₁, Вт/(м2∙°С), и α₂, Вт/(м2∙°С). Требуется определить линейный коэффициент теплопередачи k₁, линейную плотность теплового потока q₁ и температуру изоляции t_н.
Задача 1-7. Для паропровода диаметром D, мм, и длиной l, м, проходящего в закрытом помещении с температурой окружающей среды t_окр, °С , требуется рассчитать изоляцию. Пар подается со следующими параметрами: давление и температура пара соответственно равны
на входе Р_п1, МПа, t_п1, °С;
на выходе Р_п2, МПа, t_п2, °C.
Скорость протекания пара равна w, м/с. Трубопровод сварной, фланцевые соединения отсутствуют. Имеются две задвижки. В течение года паропровод эксплуатируется τ, ч. Стоимость 1 ГДж теплоты составляет Э, ГДж/руб. Найти годовую экономию от применения изоляции.

Контрольная работа 2
Задача 2-1. Для нахождения распределения температуры в процессе изготовления стального сердечника гранитного вала бумагоделательной машины диаметром d = 350 мм через τ = 5 ч после загрузки его в печь необходимо провести соответствующее исследование в муфельной печи на геометрически подобной стальной модели вала. Для проведения исследования необходимо определить диаметр модели вала и интервал времени выдержки модели в печи, после которой проводится измерение распределения температуры в модели.
Задача 2-2. На паропроводе перегретого пара диаметром d, мм, установлена измерительная диафрагма без предварительной тарировки. Найти тарировочную зависимость ∆Р = f(G) в паропроводе для течения атмосферного пара с температурой t_п, °C, в автомодельной области и указать границы ее применимости. ΔP – перепад статических давлений в диафрагме; G – расход пара.
Задача 2-3. Верхняя панель колпака бумагоделательной машины длиной l₀, м, и шириной a, м, обтекается продольным потоком воздуха. Скорость и температура набегающего потока равны соответственно w₀, м/с, и t₀, °C. Температура поверхности колпака t_c, °C. Определить средний по длине пластины коэффициент теплоотдачи и количество теплоты, отдаваемой колпаком воздуху.
Задача 2-4. Найти для условий задачи 2-3 толщину гидродинамического пограничного слоя и значения местных коэффициентов теплоотдачи на разных расстояниях от передней кромки верхней панели колпака бумагоделательной машины: x = (0,1; 0,2; 0,3; 0,4;0,5;0,7;0,9;1,0)l0. Построить график зависимости толщины гидродинамического пограничного слоя δсл и коэффициента теплоотдачи от расстояния x/l₀.
Задача 2-5. Вычислить средний коэффициент теплоотдачи и температуры на входе в трубу и выходе из нее при течении трансформаторного масла в трубах (диаметром d, мм, и длиной l, м) системы смазки подшипников бумагоделательной машины. Определить падение давления по длине трубы. Скорость масла в трубе составляет w, м/с. Средняя температура масла в трубе t_ж, °С, средняя температура стенки трубы t_c, °С.
Задача 2-6. В вертикальном подогревателе вода с температурой на входе t_вх, °C, снизу вверх течет по трубам диаметром d, мм. Температура стенок труб теплообменника поддерживается равной t_c, °C. Определить длину труб подогревателя, если при расходе воды G, кг/с, температура на выходе составляет t_вых, °C.
Задача 2-7. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки трубки конденсатора паротурбинной установки к охлаждающей воде, количество передаваемой теплоты и длину трубки. Средняя по длине температура стенки t_c, °C. Внутренний диаметр трубки d, мм. Температура воды на входе равна t_вх, °C, на выходе – t_вых, °C. Средняя скорость воды поддерживается равной w, м/с.
Задача 2-8. По трубке с внутренним диаметром d, мм, и l/d > 50 перекачивается вода со скоростью wб м/с, нагреваясь от t_вх, °C до t_вых, °C. Температура внутренней стенки трубы составляет t_c, °C. Определить коэффициент сопротивления трения и сравнить его со значением коэффициента при изотермическом течении.
Задача 2-9. Труба, диаметром d, мм, охлаждается поперечным потоком воды. Скорость движения и средняя температура воды составляют w, м/с; t_ж, °С. Определить необходимую температуру поверхности трубы для поддержания плотности теплового потока, равного q, Вт/м²; рассчитать значение коэффициента теплоотдачи.
Задача 2-10. В воздухоподогревателе шахматный пучок труб обтекается поперечным потоком воздуха. Внешний диаметр труб в пучке d, мм. Поперечный шаг s₁ = 2,5d; продольный шаг s₂ = 1,5d. Средняя скорость в узком сечении пучка и средняя температура воздуха составляют соответственно w, м/с и t_ж, °С. Найти коэффициент теплоотдачи от поверхности труб к воздуху для третьего ряда пучка труб при условии, что температура поверхности труб t_c, °C, а угол атаки равен φ.
Задача 2-11. Трубчатый теплоуловитель бумагоделательной машины проектируется с коридорным расположением труб, d, мм, поперечным и продольными шагами s₁ = s₂ = 2,5d. Число труб в одном ряду по ходу потока m, число рядов труб n. Температура воздуха из зала БДМ, поступающего в теплоуловитель, t_вх, °С, на выходе из аппарата t_вых, °C. Температура стенки трубы составляет t_c, °C. Найти длину трубок теплоуловителя, чтобы при скорости воздуха в узком сечении пучка w, м/с, трубки обеспечивали теплосъем Q, кВт.
Задача 2-12. Определить потери теплоты в единицу времени с 1 м2 поверхности цилиндрической горизонтальной трубы диаметром d, мм, охлаждаемой воздухом. Температура поверхности трубы t_c, °C, и температура воздуха t_ж, °С.
Задача 2-13. Вычислить количество теплоты, отдаваемое свободной конвекцией верхней частью колпака бумагоделательной машины с размерами a×b, м², воздуху. Температуры поверхности колпака и окружающего воздуха соответственно равны t_c, °C, и t_ж, °С.
Задача 2-14. Определить плотность теплового потока через вертикальную воздушную прослойку в окнах, толщиной δ, мм, с температурами внутренней и наружной поверхностей t_в, °С, и t_н, °С.