|
6.5. Примеры заданий к защите лабораторных работ
Кнр №1
Вариант №1
1.
Перечислите критерии подобия, используемые при описании теплооб-
мена при вынужденной конвекции жидкости. Поясните физический
смысл этих критериев. Напишите общий вид уравнений подобия вы-
нужденной конвекции.
2.
Определить число Био для безграничной пластины, если ее внутреннее
термическое сопротивление меньше внешнего в 5 раз. Чему равен ко-
эффициент теплоотдачи на ее поверхности, если толщина пластины 10
мм, а температуропроводность, теплоемкость и плотность материала
равны 7
.
10
-6
м
2
/с, 0,45 кДж/кг
.
гр и 7800 кг/м
3
, соответственно?
Вариант №2
1.
Перечислите критерии подобия, используемые при описании теплооб-
мена при свободной (естественной) конвекции теплоносителя. Поясни-
те физический смысл этих критериев. Напишите общий вид уравнений
подобия естественной конвекции
2.
Как известно, регулярный тепловой режим охлаждения (нагревания)
тела устанавливается при числах Фурье Fo>0,3. Пусть тело представля-
ет собой протяженный цилиндр диаметром 30 мм. Свойства материала
данного тела: плотность 2700 кг/м
3
, теплопроводность 210 Вт/м
.
гр, теп-
лоемкость 0,82 кДж/кг
.
гр. Спустя какое время после начала процесса
тепловой режим можно считать регулярным?
12
Вариант №3
1.
Перечислите критерии подобия процессов нестационарной теплопро-
водности твердых тел. Напишите выражения для этих критериев и по-
ясните их физический смысл
2.
В трубе диаметром 40 мм и длиной 5 м течет вода со средней темпера-
турой 60
о
С и средней скоростью 0,8 м/с Потери напора в данной трубе
составляют 40 Па/м. Рассчитать при этих условиях значения критериев
Эйлера и Рейнольдса и определить режим течения жидкости.
Кнр №2
Вариант №1
1.
С помощью датчика теплового потока измерена плотность потока теп-
лоты на плоской стенке; она составила 200 Вт/м
2
. При этом разность
температур на поверхностях стенки оказалась равной 42
о
С. Найти ко-
эффициент температуропроводности материала стенки, если его плот-
ность 1750 кг/м
3
, а теплоемкость 0,78 кДж/кг
.
К.
2.
В трубе диаметром 20 мм и длиной 3,5 м течет вода. По данным изме-
рений ее температура на входе равна 50
о
С, а на выходе – 49,5
о
С, сред-
няя скорость 0,5 м/с. Труба размещена на воздухе с температурой +1
о
С,
средняя температура ее наружной стенки 49,2
о
С. Чему равен средний
коэффициент теплоотдачи стенки трубы к наружному воздуху?
Вариант №2
1.
К плоскому электронагревателю с размерами 150х200х4 мм симмет-
рично с двух сторон прижаты два одинаковых образца нетканого мате-
риала толщиной 5 мм. Найти коэффициент теплопроводности материа-
ла, если ток в нагревателе 0,6 А, падение напряжения 5,6 В, а перепад
температур в слое равен 2,9
о
С. Торцевыми потерями теплоты нагрева-
теля пренебречь.
2.
Измеряется местный коэффициент теплоотдачи вертикальной трубы к
воздуху. Наружный диаметр трубы 30 мм, длина 1,6 м, внутри распо-
ложен электронагреватель. В трех точках, отстоящих от нижнего торца
трубы на 40, 250 и 600 мм температуры стенки составили 52, 49 и 47
о
С
при мощности нагревателя 48 Вт. Температура воздуха +22
о
С. Найти
коэффициенты теплоотдачи в этих точках. Результаты объяснить.
Вариант №3
1. Для измерения теплопроводности асбеста используется метод трубы.
В стальной трубе с диаметрами 45х50 мм и длиной 0,6 м размещен
электронагреватель, а снаружи уложен цилиндрический слой листово-
го асбеста толщиной 9 мм. Найти коэффициент теплопроводности ас-
беста, если ток в нагревателе 1,8 А, падение напряжения 25,3 В, а сред-
ние температуры на внутренней и наружной поверхностях асбестового
13
слоя составляют 62
о
С и 49
о
С, соответственно. Торцевыми потерями те-
плоты нагревателя пренебречь.
2. Экспериментально определяется коэффициент теплоотдачи войлока
к спокойному воздуху методом регулярного режима охлаждения пред-
варительно нагретого образца. Толщина войлока 4 мм, плотность 360
кг/м
3
, теплоемкость 1500 Дж/кг
.
К. Темп охлаждения образца m=0,0013
1/с, а коэффициент неравномерности температурного поля в нем
ψ=0,53. Найти при этих условиях величину коэффициента теплоотда-
чи.
Кнр №3
Вариант №1
1.
По трубопроводу системы отопления, проложенному в помещении, те-
чет горячая вода. Средняя температура наружной стенки трубы состав-
ляет 50
о
С, а степень черноты ее поверхности равна 0,79. Определить
коэффициент радиационной теплоотдачи трубы, если температура в
помещении +20
о
С. Влияет ли ориентация трубы на этот коэффициент?
2.
При испытаниях кожухотрубного теплообменника с поверхностью на-
грева 3,3 м
2
зафиксированы следующие параметры: расход нагревае-
мой среды 4,2 т/час, ее температура на входе +15
о
С и на выходе +60
о
С.
Греющая среда – насыщенный пар давлением 2 бар, конденсат не пере-
охлаждается. Найти коэффициент теплопередачи этого теплообменни-
ка.
Вариант №2
1.
Горизонтальный паропровод диаметром 60 мм имеет температуру
стенки 140
о
С и степень черноты 0,83. Он находится в помещении с
температурой +25
о
С. Определить удельные потери тепла с 1 погонного
метра паропровода за счет излучения. Результат сопоставить с
потерями за счет свободной конвекции.
2.
Бак горячей воды объемом 6 м
3
имеет кубическую форму и покрыт
пенополиуретановой теплоизоляцией толщиной 50 мм. Бак заполнен
водой с температурой 65
о
С и установлен в помещении с температурой
+10
о
С. При теплотехнических испытаниях этого бака за 5 часов
температура воды упала на 1,3
о
С. Чему равен средний коэффициент
теплоотдачи стенок бака к воздуху?
Вариант №3
1.
На оси трубы, по которой движется горячий воздух, в чехле малого
диаметра установлена термопара. Температура стенки трубы 450
о
С,
показание термопары 500
о
С. Найти погрешность измерения температу-
ры воздуха, обусловленную тепловым излучением чехла, если степень
черноты чехла 0,8, а коэффициент конвективной теплоотдачи от возду-
ха к стенке чехла 70 Вт/м
2
К.
2.
Определяется полный коэффициент тепловых потерь солнечного кол-
лектора методом регулярного режима охлаждения. Коллектор заполнен
14
подогретой водой и остывает в лабораторном помещении; фиксируется
падение температуры жидкости во времени. Площадь панели коллек-
тора 1,2 м
2
, масса жидкости в ней 9 кг, темп охлаждения m=0,00025 1/с.
Найти полный коэффициент потерь в окружающую среду.
Do'stlaringiz bilan baham: |
