Контрольная работа по тепломассообмену на тему Тепломассообмен на основе решения конкретных заданий

Задание 1. Одномерная стационарная теплопроводность
в цилиндрической стенке.
Экранная труба котла из стали с теплопроводностью с, с наружным диаметром dH = 51 мм и толщиной стенки с = 3 мм, со стороны топочных газов покрыта слоем коррозийно-золовых отложений толщиной 0 с теплопроводностью, 0i а с внутренней стороны слоем накипи толщиной н с теплопроводностью н (табл. 1). Температура дымовых газов равна г, t2 средний коэффициент теплоотдачи от газов к стенке аг; температура воды в трубе средний коэффициент теплоотдачи от внутренней стенки трубы к воде аж.
Определить:
- линейное термическое сопротивление теплопроводности каждого ;
- линейное термическое сопротивление теплоотдачи со стороны газов;
- линейное термическое сопротивление теплопередачи R
- линейную плотность теплового потока qi;
- плотность теплового потока на поверхностях накипи qj и отложений температуры на поверхностях и границах слоев
- перепады температур в слоях отложений
- построить непрерывный график температурного поля от te до /*...
Сделать выводы о влиянии отложений на температурный режим экранной трубы.
Решение
Коэффициент теплопередачи через обмуровку



Плотность теплового потока определяем из формулы

, откуда

Температура:
- дымовых газов

;

- окружающего воздуха

.

Температура на границе слоев обмуровки:
tс1 = 900 °С, по условию;

;
;

tс4 = 50 °С, по условию.
Термические сопротивления теплоотдачи и теплопроводности для каждого и соответствующие им перепады температур:

, ∆t = tж1 - tс1 = 904 – 900 = 4 °С;
, ∆t = tс1 - tс2 = 900 – 821,2 = 78,8 °С;
, ∆t = tс2 - tс3 = 821,2 – 182,6 = 638,6 °С;
, ∆t = tс3 - tс4 = 182,6 – 50 = 132,6 °С;
, ∆t = tс4 – tж2 = 50 – 21,6 = 28,4 °С.


Задание 2
Нестационарные процессы теплопроводности
Имеем длинный цилиндр (не труба) диаметром d0 = 0,22м равномерно прогретый до начальной температуры t0 = 3500С
С момента времени = 0 цилиндр охлаждается потоком воздуха с температурой tж=200С, набегающим поперечно со скоростью w =12м/с.
Предполагается, что коэффициент теплоотдачи а во всех точках поверхности цилиндра одинаков и остается постоянным на протяжении всего периода охлаждения. Физические свойства материала цилиндра и прочие исходные данные (табл. 2).
Определить:
- количество теплоты Q которое было отдано 1 м поверхности цилиндра воздуху при полном охлаждении (до tж);
- время охлаждения т/ до средней температуры цилиндра t1 = 100 °С и количество теплоты Qt, которое будет отдано 1 м (погонным метром) цилиндра в
этом случае;
- время охлаждения 2 до температуры в центре цилиндра tц = 100 °С;
- плотность q и линейную плотность q1, теплового потока с поверхности цилиндра в начальный момент охлаждения.
Решение