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.

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 - 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»
Санкт-Петербург
2018

Стоимость выполнения контрольных работ по тепломассообмену уточняйте при заказе.

Контрольная работа 1

Задача 1
Вычислить секундный расход теплоты (Q, Вт) через кирпичную стенку высотой h, длиной l и толщиной δ. Температуры поверхностей стен равны t1 и t2С.

Задача 2
Плоская стенка выполнена из шамотного кирпича толщиной δ. Температуры ее поверхности равны t1 и t2. Коэффициент теплопроводности шамотного кирпича зависит от температуры и определяется зависимостью λ = 0,838(1 + 0,0007·t) Вт/(м·К). Вычислить и изобразить в масштабе распределение температуры в стенке.

Задача 3
Стены сушильной камеры выполнены из слоя красного кирпича толщиной δ и слоя строительного войлока. Температуры на внешней поверхности кирпичного слоя равны t1 и на внешней поверхности войлока t2. Коэффициенты теплопроводности красного кирпича λ1 и строительного войлока λ2. Вычислить температуру в плоскости соприкосновения слоев и найти толщину войлочного слоя при условии, чтобы тепловые потери через 1 м2 стенки не превышал qпот.

Задача 4
Вычислить секундный расход теплоты (Q, Вт) через стенку трубы из жаропрочной стали, имеющей внутренний диаметр d1 и наружный диаметр d2. Температура наружной поверхности трубы t2, температура внутренней поверхности t1.

Задача 5
Паропровод диаметром d1/d2 c коэффициентом теплопроводности λ1 покрыт изоляцией в два слоя δ1и δ2. Температуры внутренней поверхности трубы t1 и наружной поверхности изоляции t4. Определить потери теплоты через изоляцию с 1 пог. м трубы и температуру на поверхности соприкосновения слоев изоляции, если первый слой изоляции, накладываемый на поверхность трубы, выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности λ2, а второй слой – из материала с коэффициентом теплопроводности λ3.

Контрольная работа 2

Задача 6
По воздуховоду, размером h x b движется воздух со скоростью W. Температура воздуха t. Определить критерии Re, Pe, Pr.

Задача 7
Для изучения движения воздуха в трубе, диаметром d1, со средней скоростью Wиспользовали модель с диаметром d2. Какую скорость воздуха нужно создать в модели, чтобы осуществить в ней подобие с натурой?

Задача 8
Найти потери теплоты с одного погонного метра паропровода, который охлаждается свободным потоком воздуха. Наружный диаметр паропровода равен d, температура поверхности t1, температура воздуха вдали от паропровода t2=150C. Потери тепла излучением не учитывать.

Задача 9
Определить средний коэффициент теплоотдачи соприкосновением от поперечного потока дымовых газов к трубам водяного экономайзера парового котла. Трубы расположены в шахматном порядке. Наружный диаметр труб d, число рядов труб вдоль потока газов равно n. Шаг труб поперек потока газов X1. Шаг труб вдоль потока X2. Температура газов перед экономайзером t1, после него t2. Средняя скорость газов W.

Задача 10
Определить коэффициент теплоотдачи от стенки трубки конденсатора паротурбинной установки к охлаждающей воде, количество передаваемой теплоты и длину трубки, если средняя по ее длине температура стенки tс, внутренний диаметр трубки d, температура воды на входе и выходе из трубки равны соответственно t1 и t2. Средняя скорость воды равна w.

Контрольная работа 3

Задача 11
Найти коэффициент теплоотдачи при кипении воды на трубке испарителя, работающей с плотностью теплового потока q, если температура поверхности трубки t, а вода находится при температуре насыщения под давлением P. Наружный диаметр трубки d.

Задача 12
Определить коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке труб вертикального подогревателя, обогреваемого паром, давлением P. Высота труб подогревателя h, диаметр трубок d. Температура стенки трубы t.

Задача 13
По траншее, выложенной кирпичом, проложен трубопровод горячего воздуха. Температура наружной поверхности трубопровода равна t1. Наружный диаметр трубопровода равен d. Траншея имеет ширину b и высоту h. Температура ее кирпичных стен равна t2. Определить количество теплоты, отдаваемой излучением трубопровода стенам изоляции, отнеся ее к одному погонному метру трубопровода.

Задача 14
Дымовые газы проходят пучок труб при средней температуре газов t1. Температура стенок труб t2. Состав газовой смеси pCO2 и pH2O. Трубы расположены в вершинах равностороннего треугольника. Диаметр труб – 83 мм. Вычислить количество теплоты, передаваемой излучением, и коэффициент теплоотдачи излучением, если расстояние между поверхностями труб X=83мм.

Задача 15
Воздух расходом Gв нагревается в трубчатом воздухоподогревателе парового котла от температуры t’в до t”в. Воздух движется поперек трубного пучка со средней скоростью в узком сечении wв. Трубы расположены в шахматном порядке с шагами s1=s2. Дымовые газы (13 % CO2; 11 % H2O) в количестве Gг движутся внутри стальных труб диаметром d2/d1 со средней скоростью wг. Температура газов на входе в воздухоподогреватель tг. Определить необходимую поверхность теплообмена.

Выполняем тестирование он-лайн для студентов ВШТЭ СПбГУПТД по предмету Тепломассообмен.
Стоимость прохождения он-лайн тестов по тепломассообмену уточняйте при заказе.
Для заказа он-лайн тестирования присылайте свой логин и пароль.