Раздел 3 (Решение задач Романков, Флисюк)
Теплопередача
Задача 3.1 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить градиент температуры поперек плоской бетонной стенки толщиной 250 мм, если температуры ее внутренней и наружной поверхностей равны 25°С и -20°С. Определить также плотность теплового потока по закону теплопроводности Фурье и по формуле (3.7).
Ответ: dt/dr = -180 К/м, q = 230 Вт/м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.1 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.2 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить плотность теплового потока, температуры поверхностей контакта и градиенты температуры поперек трехслойной стенки, состоящей из слоев эмали, конструкционной стали и асбестовой изоляции, толщины которых 0,7; 12 и 25 мм соответственно. Температура внутренней поверхности слоя эмали 185°С, а наружного слоя асбеста 45°С. Результаты представить графически.
Ответ: q = 842 Вт/м2, t2 = 184,46°C, t1 = 184,46°C, dt/dr = -779; -18,1 и 5570 К/м, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.2 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.3 (задачник Романков, Флисюк) . Определить плотность конвективных тепловых потоков, которые переносятся в направлении движения: а) парами этанола атмосферного давления при скорости движения 0,90 м/с (теплоемкость паров этанола сэ = 3,22 кДж/(кг·К)); б) жидким этанолом, скорость движения которого 0,10 м/с. Температуры обоих потоков одинаковы и равны температуре кипения этанола при атмосферном давлении.
Ответ: а) q = 363 кВт/м2, б) q = 21500 кВт/м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.3 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.4 (задачник Романков, Флисюк) Сравнить плотности конвективных тепловых потоков переносимых жидким бутиловым спиртом при его скорости 0,060 м/с и температуре 50°С и его парами при скорости 1,30 м/с, температуре 200°С и абсолютном давлении 2 кгс/см2.
Ответ: q = 5270 кВт/м2, q = 7910 кВт/м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.4 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.5 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить плотности лучистых тепловых потоков излучаемых поверхностью кирпичной кладки с поверхностью, покрытой алюминиевым лаком при 87 °С.
Ответ: q = 923 Вт/м2, q = 397 Вт/м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.5 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.6 (задачник Романков, Флисюк) Сравнить тепловые потоки, излучаемые поверхностью 3 м2 окисленного и оцинкованного железа при температурах 40°С и 200°С.
Ответ: q = 1380 Вт и 440 Вт, q = 7200 Вт и 2280 Вт, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.6 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.7 (задачник Романков, Флисюк) . Как увеличится термическое сопротивление стенки стальной трубы диаметром 38x2,5 мм, если покрыть ее слоем эмали толщиной 0,5 мм?
Ответ: термическое сопротивление стенки увеличится в 10 раз, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.7 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.8 (задачник Романков, Флисюк) . Определить тепловой поток, теряемый паропроводом диаметром 51х2,5 мм и длиной 40 м, покрытым слоем теплоизоляции толщиной 30 мм, имеющей теплопроводность 0,116 Вт/(м·К); температура наружной поверхности изоляции 45°С, внутренней поверхности трубы 175°С.
Ответ: q = 4,83 кВт, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.8 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.9 (задачник Романков, Флисюк) . Вычислить часовую потерю холода с одного погонного метра стальной трубы диаметром 60х3 мм, изолированной слоями пробки толщиной 30 мм и совелита толщиной 40 мм. Температуры внутренней поверхности трубы -110°С и наружной поверхности совелита 10°С.
Ответ: Q = 136 кДж, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.9 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.10 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить теплопроводность: а) жидкого хлороформа при 20°С; б) диоксида серы при 160°С и атмосферном давлении; в) 25 %-го водного раствора хлорида кальция при 30°С.
Ответ: а) 0,151 Вт/м*К, б) 0,0165 Вт/м*К, в) 0,471 Вт/м*К , совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.10 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.11 (задачник Романков, Флисюк) При атмосферном давлении испаряется 1650 кг/ч толуола, подаваемого в кипятильник при температуре кипения. Определить необходимый расход греющего водяного пара: а) сухого насыщенного при избыточном давлении 0,40 МПа; б) перегретого до 250°С, ризб = 0,40 МПа. Принять удельную теплоемкость перегретого водяного пара с = 2,14 кДж/(кг·К). Конденсат греющего пара отводится при температуре конденсации.
Ответ: а) G = 285 кг/ч, б) G = 259 кг/ч, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.11 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.12 (задачник Романков, Флисюк) До какой температуры можно нагреть 2 т раствора, если расход глухого пара давлением ризб = 3 кгс/см2 составил 200 кг за 2,5 ч? Расход теплоты на нагрев массы аппарата и на потери в окружающую среду составил 2,03 кВт. Начальная температура раствора 10 °С. Удельная теплоемкость раствора 2,50 кДж/(кг·К).
Ответ: t = 94,6°C, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.12 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.13 (задачник Романков, Флисюк) Определить тепловой поток, передаваемый в конденсаторе, где при атмосферном давлении конденсируется 850 кг/ч пара сероуглерода. Пар поступает при 90°С, жидкий сероуглерод выходит переохлажденным на 8 К. Удельная теплоемкость пара 0,67 кДж/(кг·К).
Ответ: Q = 92 кВт, совпадает с задачником, при незначительном округлении.
Скачать решение задачи 3.13 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.14 (задачник Романков, Флисюк) В кожухотрубчатый конденсатор поступает 120 кг/ч сухого насыщенного пара диоксида углерода под давлением рабс = 60 кгс/см2. Жидкий диоксид углерода выходит из конденсатора при температуре конденсации (21 °С). Начальная температура воды 10 °С, конечная температура воды на 5 К ниже температуры конденсации. Определить необходимый расход воды.
Ответ: G = 548 кг/ч, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.14 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.15 (задачник Романков, Флисюк) Определить изменение коэффициентов теплопередачи в теплообменном аппарате, изготовленном из стальных труб с толщиной стенки 3 мм, если на поверхности труб отложится слой водяного камня толщиной 2 мм: а) в водяном холодильнике для газа, в котором αг = 58 Вт/(м2·К), αв = 580 Вт/(м2·К); б) в выпарном аппарате, в котором αг.п = 11600 Вт/(м2·К), αр = 2780 Вт/(м2·К).
Ответ: а) Коэффициент теплопередачи измениться (уменьшиться) от К1 = 52,55 Вт/(м2·К) до К2 = 50,28 Вт/(м2·К); б) Коэффициент теплопередачи измениться (уменьшиться) от К1 = 1960 Вт/(м2·К) до К2 = 730 Вт/(м2·К), совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.15 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.16 (задачник Романков, Флисюк) Определить плотность теплового потока в атмосферном испарителе толуола, если стальные трубы толщиной 4 мм с обеих сторон покрыты слоями ржавчины толщиной 0,6 мм каждый. Обогрев производится насыщенным водяным паром с избыточным давлением 3 кгс/см2. Термическими сопротивлениями теплоотдачи со стороны пара и толуола пренебречь. Стенки считать плоскими
Ответ: q = 28,7 кВт/м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.16 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.17 (задачник Романков, Флисюк) Выходящий из выпарного аппарата концентрированный раствор с температурой 106°С используется для подогрева исходного раствора, поступающего в одноходовой подогреватель с температурой 15°С и нагревающегося до 50°С. Концентрированный горячий раствор охлаждается до 60°С. Определить средние разности температур теплоносителей для случаев прямоточного и противоточного движения.
Ответ: Δtcp = 36,7 и 50,5 К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.17 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.18 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить среднюю разность температур теплоносителей в четырехходовом теплообменнике (рис. 3.30). В межтрубном пространстве, имеющем один ход, охлаждается толуол от 106°С до 30°С; по трубам проходит вода, нагреваясь от 10 до до 34°С
Рис. 3.30 – Четырехходовой теплообменный аппарат без перегородок в межтрубном пространстве.
Ответ: Δtcp = 38,4 K, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.18 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.19 (задачник Романков, Флисюк) Определить необходимую теплопередающую поверхность противоточного теплообменника, в котором охлаждается 1930 кг/ч бутилового спирта от 90 до 50°С. Охлаждение производится водой, расход которой 4,21 м3/ч и начальная температура 18°С. Коэффициент теплопередачи для теплообменника принять К = 230 Вт/(м2·К).
Ответ: F = 6,23 м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.19 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.20 (задачник Романков, Флисюк) Достаточна ли поверхность кожу хот рубчатого теплообменника, состоящего из 19 латунных труб диаметром 18х2 мм и длиной 1,2 м, для конденсации 350 кг/ч насыщенного пара этилового спирта при коэффициенте теплопередачи К = 700 Вт/(м2·К), начальной и конечной температуре воды 15 и 35 °С? Конденсация происходит при атмосферном давлении, переохлаждение конденсата отсутствует.
Ответ: Таким образом, площадь теплообменника составит F = 1,145м2, а требуемая площадь Fтр = 2,19м2, следовательно площади теплообменника недостаточна, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.20 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.21 (задачник Романков, Флисюк) В трубное пространство кожухотрубчатого одноходового теплообменника, имеющего поверхность теплопередачи F = 360 м2, поступает 10 т/ч горячего газа с температурой 560 °С удельной теплоемкостью 1,05 кДж/(кг·К). В межтрубном пространстве очищенный газ колчеданной печи нагревается от 300 до 430°С. Потери теплоты составляют 10% от количества теплоты, получаемой нагревающимся газом. Определить значение коэффициента теплопередачи.
Ответ: К = 9,38 Вт/(м2*К), совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.21 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.22 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить значение коэффициента теплопередачи в теплообменнике с поверхностью теплопередачи 48 м2 при подогреве в нем 85,5 т/ч воды от 77 до 95°С насыщенным водяным паром при рабс = 230 кПа.
Ответ: К = 1010 Вт/(м2*К), совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.22 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.23 (задачник Романков, Флисюк) Определить необходимую поверхность противоточного теплообменника и расход воды при охлаждении 0,85 м3/ч сероуглерода от температуры кипения под атмосферным давлением до 22°С. Охлаждающая вода нагревается от 14 до 25°С. Коэффициенты теплоотдачи от сероуглерода α1=270 Вт/(м2·К) и к воде α2=720Вт/(м2·К). На стальной стенке теплообменника толщиной 3 мм имеются слои накипи и ржавчины, суммарное термическое сопротивление которых r = 0,69·10-3 (м2·К)/Вт.
Ответ: F = 3,1 м2, G = 560 кг/ч, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.23 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.24 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить необходимые расходы воды и воздуха и поверхности теплопередачи при конденсации 2,78 кг/с насыщенного пара n-гексана при 70°С без переохлаждения конденсата. Отвод теплоты конденсации производится: а) водой, которая нагревается от 16 до 36°С; б) воздухом, который нагревается от 25 до 48 °С. Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося сероуглерода для обоих случаев α1=1700 Вт/(м2·К), а для воды и воздуха - принимаются по табл. 3.3: для воды - при турбулентном течении по трубам, для воздуха - при поперечном обтекании труб. Удельная теплота конденсации гексана 333 кДж/кг.
Ответ: а) V = 39,8 м3/ч, F = 18 м2, б) V = 112000 м3/ч, F = 341 м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.24 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.25 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить значение коэффициента теплоотдачи в трубном пространстве одноходового теплообменника, где по 19 трубам диаметром 16x2 мм проходит 3,7 т/ч метилового спирта. Начальная и конечная температуры спирта 10 и 50°С; температура внутренней поверхности труб 60°С.
Ответ: α = 1510 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.25 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.26 (задачник Романков, Флисюк) По межтрубному пространству кожухотрубчатого теплообменника параллельно трубам со скоростью 4,6 м/с проходит метан под избыточным давлением 5 кгс/см2 при средней температуре 75°С. Определить значение коэффициента теплоотдачи между метаном и наружной поверхностью 37 стальных труб диаметром 18х2 мм, заключенных в кожух внутренним диаметром 190мм.
Ответ: α = 112 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.26 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.27 (задачник Романков, Флисюк) Определить коэффициент теплоотдачи между водой и внутренней стенкой трубы диаметром 46х3 мм при скорости воды 0,70 м/с и средней ее температуре 46°С. Температура внутренней поверхности стенки 90°С.
Ответ: α = 3890 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.27 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.28 (задачник Романков, Флисюк) Определить коэффициент теплоотдачи между наружной поверхностью труб и воздухом, охлаждаемым при избыточном давлении 0,1 МПа от 90 до 30°С в межтрубном пространстве кожухотрубчатого теплообменника с поперечными перегородками и трубами диаметром 25x2 мм, расположенными в шахматном порядке. Скорость воздуха в вырезе перегородки 8,0 м/с.
Ответ: α = 92 Вт/(м2·К), совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.28 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.29 (задачник Романков, Флисюк) Воздух при атмосферном давлении нагревается конденсирующимся насыщенным водяным паром в кожухотрубчатом теплообменнике с трубками диаметром 25х2 мм. Средняя температура воздуха 60°С. Вычислить значения коэффициентов теплопередачи для случаев: а) воздух со скоростью 10 м/с проходит по трубам, а греющий пар конденсируется в межтрубном пространстве; б) воздух проходит по межтрубному пространству со скоростью 10 м/с в вырезе перегородки, а пар конденсируется внутри труб. Коэффициент теплоотдачи от пара для обоих случаев принять одинаковым и равным 11,6 кВт/(м2·К).
Ответ: а) 72,3 Вт/м2*К, б) 42,3 Вт/м2*К, совпадает с задачником, но там ошибочно ответы перепутаны а) с б).
Скачать решение задачи 3.29 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.30 (задачник Романков, Флисюк) При теплообмене двух турбулентных потоков для первого и второго потоков α1=230 и α2=400Вт/(м2·К). Определить, во сколько раз увеличится значение коэффициента теплопередачи, если скорость первого потока возрастет в 2 раза, а скорость второго - в 3 раза при прочих неизменных условиях. (Термическими сопротивлениями загрязнений и стенки пренебречь.)
Ответ: коэффициент теплопередачи увеличится в 1,94 раз, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.30 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.31 (задачник Романков, Флисюк) Определить значение коэффициента теплоотдачи от 98 % серной кислоты, проходящей по кольцевому пространству горизонтального теплообменника "труба в трубе" со скоростью 0,90 м/с и со средней температурой 72°С. Температура поверхности стенки 58°С. Диаметры труб 54х4,5 и 26х3 мм.
Ответ: α = 1100 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.31 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.32 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить значение коэффициента теплоотдачи для 23,8%-го раствора хлорида кальция, который со скоростью 0,50 м/с проходит по трубному пространству при средней температуре -20°С. Температура поверхности трубы, соприкасающейся с раствором, -10°С; диаметр труб 25х2 мм, длина 4,0 м. Температурный коэффициент объемного расширения раствора принять равным 0,35·10-8К-1.
Ответ: α = 268 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.32 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.33 (задачник Романков, Флисюк) Определить коэффициент теплоотдачи при нагреве четыреххлористого углерода, проходящего по трубному пространству горизонтального кожухотрубчатого теплообменника при средней температуре 26°С и скорости 0,15 м/с. Температура внутренней поверхности трубы диаметром 25х2 мм равна 34°С.
Ответ: α = 265 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.33 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.34 (задачник Романков, Флисюк) Определить коэффициент теплоотдачи от внутренней стенки трубы длиной 3,0 м и диаметром 0,021 м, в которой со скоростью 0,30 м/с проходит 21,2 %-й раствор хлорида натрия, имеющий температурный коэффициент объемного расширения 3,5·10-8К-1 и нагревающийся от -15 до -12°С. Температура внутренней стенки трубы -6,5°С.
Ответ: α = 266 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.34 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.35 (задачник Романков, Флисюк) Сравнить значения коэффициентов теплоотдачи от бензола к внутренней поверхности горизонтальной и вертикальной (движение снизу вверх) трубы диаметром 25x2 мм и длиной 4,0 м при скорости бензола 0,050 м/с и его средней температуре 50 °С. Температура внутренней поверхности трубы 30°С.
Ответ: α = 117 Вт/м2*К и 141 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.35 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.36 (задачник Романков, Флисюк) Определить коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности горизонтальной трубы внешним диаметром 76 мм в условиях естественной конвекции. Средняя температура воды 25 °С, температура поверхности трубы 45 С.
Ответ: α = 287 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.36 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.37 (задачник Романков, Флисюк) В условиях естественной конвекции около горизонтальной трубы диаметром 38х2 мм охлаждается толуол, имеющий среднюю температуру 50°С. Температура наружной стенки трубы 30°С. Определить значение коэффициента теплоотдачи.
Ответ: α = 114 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.37 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.38 (задачник Романков, Флисюк) Определить коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности 91 трубы диаметром 57х3 мм и высотой 4,0 м при пленочном отекании 14,4 кг/с воды и нагреве ее от 18 до 25°С. Средняя температура внутренней поверхности труб 26°С.
Ответ: α = 4140 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.38 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.39 (задачник Романков, Флисюк) По вертикальной стенке высотой 5,0 м равномерной пленкой стекает 60%-я серная кислота в количестве 2,1л/с на 1 м ширины стенки. Средняя температура кислоты 50°С, поверхности стенки 24°С. Определить коэффициент теплоотдачи от пленки к поверхности холодильника. Теплопроводность кислоты принять равной 0,43 Вт/(м2·К).
Ответ: α = 3080 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.39 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.40 (задачник Романков, Флисюк) Под атмосферным давлением кипит 20%-й водный раствор хлорида натрия. Определить коэффициент теплоотдачи от греющей поверхности к раствору при разности их температур 10К.
Ответ: α = 2340 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.40 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.41 (задачник Романков, Флисюк) Внутри вертикальных труб высотой 4,0 м под атмосферным давлением кипит толуол. Вычислить коэффициент теплоотдачи к толуолу, если температура внутренней поверхности трубы
Ответ: α = 1020 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.41 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.42 (задачник Романков, Флисюк) Определить среднее по высоте значение коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности вертикальных труб теплообменника, в межтрубном пространстве которого под атмосферным давлением конденсируется насыщенный пар метилового спирта. Высота труб 3,0 м, температура наружной поверхности труб 62 °С.
Ответ: α = 4000 Вт/м2*К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.42 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.43 (задачник Романков, Флисюк) Определить среднее значение коэффициента теплоотдачи при конденсации насыщенного водяного пара абсолютным давлением 6,3 кгс/см2 на наружной поверхности труб шахматного пучка. Наружный диаметр труб 38 мм, расчетное число труб по высоте 11. Температура наружной поверхности труб 152°С, конденсирующийся пар содержит 0,5% воздуха.
Ответ: α = 5035 Вт/м2*К, с незначительным отклонением совпадает с задачником α = 5040 Вт/м2*К.
Скачать решение задачи 3.43 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.44 (задачник Романков, Флисюк) В трубном пространстве одноходового кожухотрубчатого теплообменника нагревается от 15 до 42°С 100%-й метиловый спирт, расход которого 81 т/ч. В межтрубном пространстве противотоком проходит вода, температура которой изменяется от 90 до 40°С. Коэффициент теплоотдачи от воды к наружной поверхности труб 840 Вт/(м2·К). Суммарная термическая проводимость стенки труб и загрязнений составляет 1700 Вт/(м2·К); средняя температура внутренней поверхности трубы 38°С. Число труб 111, их внутренний диаметр 21 мм. Определить необходимую поверхность теплопередачи.
Ответ: F = 98 м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.44 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.45 (задачник Романков, Флисюк) Определить необходимую поверхность теплопередачи одноходового кожухотрубчатого теплообменника, имеющего 197 труб внутренним диаметром 34 мм, в котором нагревается от 20 до 90 °С воздух при абсолютном давлении 810 мм рт. ст. с расходом 7,77·103 м3/ч, считая на нормальные условия. В межтрубном пространстве конденсируется насыщенный водяной пар под абсолютным давлением 2 кгс/см2 при коэффициенте теплоотдачи к наружной поверхности труб 104 Вт/(м2·К). Суммарная термическая проводимость стенки трубы и загрязнений составляет 1,7кВт/(м2·К).
Ответ: F = 66 м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.45 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.46 (задачник Романков, Флисюк) Определить требуемую длину труб одноходового кожухотрубчатого теплообменника, имеющего 111 труб диаметром 38х2 мм, и расход греющего водяного пара 94 %-й сухости при нагреве 5200 м3/ч (при нормальных условиях) воздуха атмосферного давления от 2 до 90 °С. Абсолютное давление конденсирующегося насыщенного пара 2 кгс/см2. Принять коэффициент теплопередачи приближенно равным значению коэффициента теплоотдачи для воздуха.
Ответ: L = 3,61 м, G = 285 кг/ч, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.46 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.47 (задачник Романков, Флисюк) Внутри змеевика 1,5 т/ч толуола охлаждается от 90 до 30°С водой, перемещающейся противотоком толуолу и нагревающейся от 15 до 40°С. Стальная трубка змеевика имеет диаметр 57х3,5 мм; диаметр змеевика 0,40 м. Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенки трубы к воде составляет 580 Вт/(м2·К). Определить необходимую длину трубки змеевика и расход охлаждающей воды, если принять суммарное термическое сопротивление стенки трубы и ее загрязнений равным 0,7·10-3 (м2·К)/Вт, а температуру внутренней поверхности слоя загрязнений 42°С.
Ответ: L = 42,3м, G = 1510 кг/ч, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.47 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.48 (задачник Романков, Флисюк) Определить длину теплообменника типа «труба в трубе», выполненного из труб диаметром 89х5 и 44,5х3,5 мм, в котором охлаждается от 70 до 30, 43, 1900 кг/ч толуола, проходящего прямотоком по межтрубному кольцевому пространству. Вычислить также расход охлаждающей воды (среднего качества), проходящей по внутренней трубе, при изменении ее температуры от 14 до 21°С. Средняя температура поверхности загрязнений со стороны воды 20°С.
Ответ: L = 37,2м, G = 1,24 кг/с, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.48 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.49 (задачник Романков, Флисюк) Определить температуру наружной поверхности изоляции и потерю теплоты излучением и конвекцией с 1 м2 поверхности вертикальной стенки выпарного аппарата. Слой теплоизоляции толщиной 45 мм имеет теплопроводность 0,12 Вт/(м·К). Температура внутренней поверхности слоя изоляции практически равна температуре кипения раствора (120°С), температура воздуха в помещении 20°С.
Ответ: t = 39,4°C, q = 215 Вт/м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.49 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.50 (задачник Романков, Флисюк) Аппарат, температура наружной поверхности стальной стенки которого 500°С, покрыт слоем кирпича толщиной 125 мм и дополнительным слоем теплоизоляции с теплопроводностью 0,68 и 0,12 Вт/(м·К) соответственно. Определить толщину слоя теплоизоляции, необходимую для того, чтобы температура его наружной поверхности была 50°С; температура окружающего воздуха 25°С.
Ответ: δ = 166 мм, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.50 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.51 (задачник Романков, Флисюк) Определить поверхностную плотность теплового потока, температуры поверхностей стенок, необходимую поверхность теплопередачи и расход воды при охлаждении 3,0 кг/с бензола от 75 до 30°С в трубном пространстве одноходового кожухотрубчатого теплообменника при скорости бензола в трубах 0,4 м/с. Охлаждающая вода проходит в межтрубном пространстве со скоростью 0,50 м/с в вырезе поперечных перегородок и нагревается от 20 до 40°С. Размер труб 25х2 мм, расположение труб шахматное.
Ответ: q = 8,3 кВт/м2, tCT1 = 35,95°C, tCT2 = 32,3°C, F = 30 м2, G = 2,97кг/с, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.51 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.52 (задачник Романков, Флисюк) В трубном пространстве вертикального кипятильника при атмосферном давлении испаряется 10 кг/с ацетона. Насыщенный водяной пар, не содержащий воздуха, конденсируется при абсолютном давлении 2кгс/см2 и межтрубном пространстве на наружной поверхности труб высотой 4,0 м и диаметром 25х2 мм. Температуру кипения принять без учета гидростатического эффекта. Определить плотность теплового потока, температуры наружной и внутренней поверхностей трубы, необходимые поверхность теплопередачи и расход греющего пара, имеющего влажность 3 %.
Ответ: q = 188 кВт/м2, tCT1 = 72°C, tCT2 = 63,9°C, F = 27,9 м2, G = 2,37кг/с, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.52 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.53 (задачник Романков, Флисюк) В вертикальной пневмотранспортной трубе высотой 3,0 м перемещающаются вверх и одновременно охлаждаются воздухом атмосферного давления давления и средней температурой 20°С сферические частицы селикогеля диаметром 1мм и начальной температурой 120°С. Определить среднюю температуру частиц на выходе из трубы, если они перемещаются с равномерной скоростью 1,7 м/с при скорости воздуха 6,0 м/с. Принять плотность, удельную теплоемкость и теплопроводность силикагеля соответственно 1,1·103 кг/м3; 0,92 кДж/(кг·К) и 0,20 Вт/(м·К). Охлаждение частиц считать симметричным.
Ответ: t = (минус) - 30°С, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.53 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.54 (задачник Романков, Флисюк) Цилиндрическое изделие из стекла диаметром 12 мм охлаждается поперечным потоком воздуха атмосферного давления, имеющего температуру 20°С и скорость 6,0 м/с. Определить время, за которое изделие отдает 95 % первоначальной теплоты. Плотность, удельная теплоемкость и теплопроводность стекла 2,5·103 кг/м3; 0,84 кДж/(кг·К) и 0,76 Вт/(м·К).
Ответ: 250с, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.54 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.55 (задачник Романков, Флисюк) Определить плотность лучистого теплового потока, который воспринимает плоская поверхность высушиваемого материала от излучающей поверхности кирпичной кладки. Температура кладки 650°С, температура поверхности материала 50°С. Принять степень черноты влажного материала равной 0,85.
Ответ: q = 32,1 кВт/м2, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.55 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.56 (задачник Романков, Флисюк) Определить потери теплоты излучением от аппарата, покрытого асбестом, невогнутая наружная поверхность которого им имеет температуру 50°С. Аппарат находится в оштукатуренном помещении размерами 3х4х3 м.
Ответ: Q = 177 Вт, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.56 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.57 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить необходимую высоту слоя насадки 50х50х5 мм при охлаждении 27·103 м3/ч азота от 90 до 25°С при нормальном давлении водой в количестве 6,5 кг/с. Диаметр аппарата 1,9 м. Расход азота дан при нормальных условиях; начальная температура воды 12°С.
Ответ: Н = 1,01м, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.57 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.58 (задачник Романков, Флисюк) Определить высоту слоя насадки из круглого гравия размером 42 мм, необходимую для охлаждения 23·103 м3/ч воздуха (считая на нормальные условия) от 70 до 20°С в вертикальном скруббере диаметром 2,2 м. Температура воды на входе в аппарат 18°С; расход воды 28 т/ч.
Ответ: Н = 0,782м, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.58 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.59 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить холодильный коэффициент и мощность, потребляемую холодильной установкой, работающей по обратному циклу Карно. Холодопроизводительность установки 6,4 кВт при температуре испарения -10°С и температуре конденсации 22°С.
Ответ: ε = 8,22, L = 0,78 кВт, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.59 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.60 (задачник Романков, Флисюк) Определить минимальную затрату работы по обратному циклу Карно и расход воды в конденсаторе при выработке 100 кг/ч льда из воды, температура которой на входе 0°С. Температура испарения хладоагента -5°С, температура конденсации 25°С. В конденсаторе вода нагревается от 12 до 20°С. Удельная теплота кристаллизации воды 335 кДж/кг.
Ответ: L = 1040 Вт, G = 0,31 кг/с, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.60 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.61 (задачник Романков, Флисюк) Определить удельную холодопроизводительность и холодильный коэффициент сухого цикла без переохлаждения для аммиака и дифтордихлорметана (фреона-12) при температуре испарения -15°С и температуре конденсации 30°С.
Ответ: q0 = 1110 кДж/кг и ε = 4,84; q0 = 119 кДж/кг и ε = 4,87, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.61 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.62 (задачник Романков, Флисюк) Сравнить значения холодильных коэффициентов аммиачной установки при температуре испарения -20°С и температуре конденсации 30°С для обратного цикла Карно и для сухого цикла с переохлаждением сконденсированного аммиака до 25°С.
Ответ: ε = 5,06 и 4,27, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.62 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.63 (задачник Романков, Флисюк) Необходимо охлаждать 103 кг/ч этилового спирта от 20 до -15°С в холодильной установке, работающей по сухому циклу без переохлаждения аммиака. Определить теоретическую мощность компрессора при температурах испарения -25°С и конденсации 25°С.
Ответ: N = 5,82 кВт, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.63 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.64 (задачник Романков, Флисюк) Холодопроизводительность аммиачного горизонтального компрессора при температурах испарения -15°С и конденсации 25°С составляет 698 кВт. Определить Холодопроизводительность этого компрессора при температурах испарения -5°С и конденсации 30°С.
Ответ: Q0 = 1100 кВт, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.64 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.65 (задачник Романков, Флисюк) По диаграмме состояния воздуха Т-S определить интегральный эффект Джоуля-Томсона при дросселировании воздуха на атмосферное давление при начальных значениях температуры и давления воздуха: а) 15°С и 50 кгс/см2; б) -50°С и 50 кгс/см2; в) -50°С и 200 кгс/см2.
Ответ: а) 11, б) 20, в) 72К, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.65 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.66 (задачник Романков, Флисюк) Определить затрату энергии на получение 1 кг жидкого воздуха по простому регенеративному циклу при следующих начальных температурах и давлениях воздуха: а) 15°С и 50 кгс/см2; б) 15°С и 200 кгс/см2. Дросселирование в обоих случаях производится до атмосферного давления. Потери холода не учитывать.
Ответ: а) N = 4,92 кВт*ч/кг, б) N = 2,1 кВт*ч/кг, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.66 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.67 (задачник Романков, Флисюк) Определить ожижаемую долю воздуха и расход энергии на 1 кг жидкого воздуха в простом регенеративном цикле при начальной температуре воздуха 30°С и давлении 200 кгс/см2. Общие потери холода составляют 10,5 кДж на 1 кг перерабатываемого воздуха.
Ответ: у = 0,0545, N = 4 кВт*ч/кг, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.67 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.68 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить необходимые значения теплообменной поверхности и расхода воды при охлаждении 20 т/ч бензола от 78 до 20°С. Вода в одноходовом кожухотрубчатом теплообменнике проходит по межтрубному пространству противотоком по отношению к бензолу и нагревается от 15 до 43°С. 33 стальные трубки имеют диаметр 25x1,5 мм. Температура внутренней поверхности трубок (со стороны бензола) равна 51°С. Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности трубок к воде αв= 1200 Вт/(м2*К).
Ответ: F = 102м2, G = 6,54 кг/с, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.68 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 3.69 (задачник Романков, Флисюк) Вычислить необходимые значения теплопередающей поверхности одноходового кожухотрубчатого теплообменного аппарата и расхода греющего водяного пара при нагревании 90 т/ч толуола от 18 до 110°С. Толуол проходит по трубному пространству, содержащему 38 трубок диаметром 38x3 мм. Избыточное давление сухого насыщенного пара в межтрубном пространстве 2 атм. Коэффициент теплопередачи со стороны конденсирующего пара Ккп=11000Вт/(м2·К). Температура внутренней стенки трубок 102°С.
Ответ: F = 27,7м2, G = 1,31 кг/с, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 3.69 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Примеры решения глава 3
Решение задач по вашим данным от 100р
Пример 3.1. Вычислить плотности тепловых потоков при внутреннем (Rвн), наружном (Rнар) радиусах цилиндрической стенки, если стационарное распределение (рис. 3.18) температуры поперек однослойной цилиндрической стенки имеет логарифмический характер:
Рис. 3.18 - Стационарное распределение температуры поперек цилиндрической стенки.
скачать решение примера 3.1(20.54 Кб) скачиваний670 раз(а)
Пример 3.2. Рассчитать плотности тепловых потоков, переносимых конвекцией в направлении движения а) воды со скоростью wв=1,2 м/с и б) атмосферного воздуха со скоростью wвх =12 м/с при одинаковых их температурах t =80°С,
скачать решение примера 3.2(15.97 Кб) скачиваний599 раз(а)
Пример 3.4. Цилиндрический аппарат диаметром D=2,5м и высотой Н=6м покрыт слоем асбестовой теплоизоляции толщиной 100 мм. Температуры внутренней и наружной поверхностей изоляции tм1 = 150 и tм2 = 45°С. Определить тепловой поток, теряемый через слой изоляции.
скачать решение примера 3.4(11.47 Кб) скачиваний607 раз(а)
Пример 3.5. Определить плотность теплового потока через плоскую трехслойную стенку, состоящую из стальной стенки толщиной δст = 16 мм, огнеупорной кирпичной кладки δК=126 мм и слоя асбеста δа = 75 мм, при температуре внутренней поверхности стальной стенки tw1=700°С и температуре наружной поверхности асбеста tw2 = 50°С.
скачать решение примера 3.5(9.26 Кб) скачиваний669 раз(а)
Пример 3.6. Аппарат сферической формы из нержавеющей стали имеет внутренний радиус 320 мм и наружный радиус 360 мм. Внутри имеется слой эмали толщиной 5 мм, а снаружи аппарат покрыт слоем стеклянной ваты толщиной 60 мм. Температура внутренней поверхности слоя эмали tw1=440°С и наружной поверхности теплоизоляции tw2=55°С. Определить тепловой поток, проходящий через трехслойную стенку.
скачать решение примера 3.6(11.78 Кб) скачиваний545 раз(а)
Пример 3.7. Определить значение коэффициента теплопроводности нитробензола при 120°С,
скачать решение примера 3.7(9.44 Кб) скачиваний540 раз(а)
Пример 3.8. Определить теплопроводность сухого воздуха при 300°С.
скачать решение примера 3.8(8.78 Кб) скачиваний546 раз(а)
Пример 3.9. Вычислить теплопроводность газовой смеси следующего состава (по объему): водород - 50 % , оксид углерода -40 % , азот - 10 % .
скачать решение примера 3.9(17.25 Кб) скачиваний540 раз(а)
Пример 3.10. Теплоизоляция печи состоит из слоя огнеупорного кирпича (δ1=500 мм) и строительного кирпича (δ2=250 мм). Температура в печи tг1 = 1300°С, температура воздуха в помещении tг2=25°С. Определить: а) потери теплоты через 1 м2 поверхности стенки; б) температуры внутренней (tw1) и наружной (tw2) поверхностей кладки и поверхности контакта двух слоев (tсл). Коэффициенты теплоотдачи от печных газов к внутренней стенке α1=35,0Вт/(м2·К) и от наружной поверхности к окружающему воздуху а2=16,0Вт/(м2·К). Теплопроводность огнеупорного кирпича λ1=1,05 Вт/(м·К) и строительного кирпича λ2=0,75 Вт/(м·К) (табл. XXIII).
Рис. 3.19 - Стационарное распределение температуры поперек двухслойной плоской стенки.
скачать решение примера 3.10(22.77 Кб) скачиваний627 раз(а)
Пример 3.11. Найти максимальную температуру стальной стенки при передаче теплоты от насыщенного водяного пара (рабс=0,4 МПа): а) к воздуху при атмосферном давлении; б) к воде. Средние температуры воздуха (tвх) и воды (tв) одинаковы и равны 30°С. Значения коэффициентов теплоотдачи со стороны конденсирующегося пара (ап), воздуха (авх) и воды (ав) принять приближенно по табл. 3.3 (как для турбулентного течения воздуха и воды). Учесть наличие загрязнений с обеих сторон стенки, толщина которой 4 мм.
Рис. 3.20 - Стационарное распределение температуры поперек трехслойной стенки
скачать решение примера 3.11(28.6 Кб) скачиваний541 раз(а)
Пример 3.12. Пары аммиака в количестве G=200 кг/ч с начальной температурой tн=95°С конденсируются при давлении 1,19МПа. Конденсат выходит из аппарата при температуре на 5 К ниже температуры конденсации. Определить необходимый расход воды при ее начальной температуре tвп=15°С, если минимальная разность температур теплоносителей допускается в 5 К.
скачать решение примера 3.12(29.23 Кб) скачиваний661 раз(а)
Пример 3.13. Физическая теплота крекинг остатка используется для подогрева нефти. Сравнить значения средних разностей температур теплоносителей в теплообменнике для случаев прямо- и противотока, если крекинг остаток имеет начальную и конечную температуры tкрн =300°С и tкрк= 200°С, а нефть tнфк=25°С и tнфн=175°С.
Рис. 3.21 - Изменение температур при прямо- (а.) а протнвоточном (б) движении теплоносителей.
скачать решение примера 3.13(17.45 Кб) скачиваний547 раз(а)
Пример 3.14. Определить среднюю разность температур теплоносителей в теплообменнике, имеющем два хода в трубном и один ход в межтрубном пространстве (рис. 3.22) при начальной и конечной температурах горячего теплоносителя Тн=80°С и Тк=40°С и начальной и конечной температурах холодного теплоносителя
Рис. 3.22 - Двухходовой теплообменник без поперечных перегородок в межтрубном прост.
скачать решение примера 3.14(22.66 Кб) скачиваний565 раз(а)
Пример 3.15. Определить коэффициент теплоотдачи для воды, проходящей внутри трубы диаметром 40x2,5 мм и длиной L=2,0 м со скоростью w=1,0 м/с. Средняя температура воды tf=47,5°С; температура внутренней поверхности трубы tw=95°С.
скачать решение примера 3.15(14.42 Кб) скачиваний690 раз(а)
Пример 3.16. Внутри труб внутренним диаметром d = 0,053 м и длиной L = 3,0 м нагревается бензол, перемещающийся со скоростью w = 0,080 м/с и имеющий среднюю температуру tf=40°С. Температура внутренней поверхности стенки трубы tw=70°С. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки к бензолу.
скачать решение примера 3.16(22.84 Кб) скачиваний596 раз(а)
Пример З.17. Толуол при средней температуре tf=30°С проходит по горизонтальным трубам внутренним диаметром d=21 мм и длиной L=4,0 м со скоростью w=0,050 м/с. Температура внутренней стенки трубы tw=50°С. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки к толуолу.
скачать решение примера 3.17(21.6 Кб) скачиваний519 раз(а)
Пример З.18. По трубному пространству теплообменника прокачивается водный раствор хлорида кальция (холодильный рассол) (массовая доля СаС12 24,7 %) при средней температуре tf=-20°С со скоростью w=0,10 м/с. Внутренний диаметр труб d=21мм, длина L=3,0 м. Температура внутренней поверхности трубы tw=-10°С. Вычислить коэффициент теплоотдачи от стенки к рассолу.
скачать решение примера 3.18(23.22 Кб) скачиваний496 раз(а)
Пример З.19. Рассчитать значение коэффициента теплоотдачи в условиях предыдущего примера, но при большей скорости рассола w=1,20 м/с.
скачать решение примера 3.19(15.04 Кб) скачиваний515 раз(а)
Пример 3.20. Определить значения коэффициентов теплоотдачи от наружной поверхности труб с внешним диаметром d=44,5 мм к потоку воздуха для двух случаев: а) поперечное обтекание многорядного шахматного пучка труб под прямым углом со скоростью воздуха в узком сечении w = 12 м/с; б) прохождение воздуха по межтрубному пространству кожухотрубчатого теплообменника с поперечными перегородками при расчетной скорости воздуха в вырезе перегородки также равной 12 м/с (рис. 3.3). Значение средней температуры воздуха tf=200°С и давление в потоке (атмосферное) в обоих случаях одинаковы.
скачать решение примера 3.20(23 Кб) скачиваний556 раз(а)
Пример 3.21. По трубному пространству вертикального теплообменника, состоящего из 61 трубы диаметром 32 х 2,5 мм и высотой Н=1,25 м, стекает сверху Vс=13,0 м3/ч тетрахлорида углерода со средней температурой tf=50°С. Температура внутренней поверхности труб tw=24°С. Сравнить значения коэффициентов теплоотдачи между внутренней поверхностью трубы и тетрахлоридом углерода в двух случаях: а) пленочное стенание по внутренней поверхности труб; б) отекание при полном заполнении поперечного сечения труб.
скачать решение примера 3.21(38.88 Кб) скачиваний522 раз(а)
Пример 3.22 Определить коэффициент теплоотдачи в условиях свободной (естественной) конвекции (например, в баке достаточных размеров) изопропилового спирта, имеющего среднюю температуру tf =60°С. Греющая вода проходит внутри горизонтальных труб внешним диаметром d=30мм. Температура наружной поверхности труб tw=70°С.
скачать решение примера 3.22(17.1 Кб) скачиваний522 раз(а)
Пример 3.23. Требуется вычислить значение коэффициента теплоотдачи от насыщенного пара бензола к наружной поверхности пучка вертикальных труб высотой Н = 4,0 м. Температура наружной поверхности стенок tw =75 °С.
скачать решение примера 3.23(12.6 Кб) скачиваний494 раз(а)
Пример 3.24. Определить значение коэффициента теплоотдачи от внутренней поверхности вертикальных труб диаметром 21 мм к кипящему при атмосферном давлении толуолу. Температура внутренней стенки трубы tw=128°С,
скачать решение примера 3.24(14.19 Кб) скачиваний544 раз(а)
Пример 3.25. Рассчитать необходимую длину одноходового кожухотрубчатого теплообменника, имеющего 111 стальных труб диаметром 25x2 мм, в трубном пространстве которого нагревается метанол от tн=15 до tк =40°С. Горячая вода движется противотоком и охлаждается от 90 до 40 °С. Расход метанола G=22,6 кг/с, коэффициент теплоотдачи от воды к наружной поверхности труб αн = 940 Вт/(м2·К), суммарная тепловая проводимость загрязнений стенки трубы 1/rт = 1700 Вт/(м2·К), температура внутренней поверхности слоя загрязнений со стороны метанола tw=38°С.
Рис. 3.23 - Изменение температур при противоточном движении теплоносителей
скачать решение примера 3.25(40.74 Кб) скачиваний529 раз(а)
Пример 3.26. Определить необходимую поверхность и длину трубчатой части двухходового кожухотрубчатого теплообменника (рис. 3.22), в трубном пространстве которого подогревается от tн =2 до tк=90 °С воздух при абсолютном давлении 800 мм рт. ст. Объемный расход воздуха при нормальных (0°С и 760 мм рт, ст.) условиях V0 = 8500 м3/ч. Общее число труб диаметром 38х2мм теплообменника n=450; в межтрубном пространстве конденсируется насыщенный водяной пар при абсолютном давлении 2,0 кгс/см2; коэффициент теплоотдачи от пара к наружной поверхности труб αп=9700 Вг/(м2·К). Учесть наличие загрязнений на поверхности труб,
Рис. 3.24. Изменение температуры воздуха, нагреваемого конденсирующимся паром
скачать решение примера 3.26(45.41 Кб) скачиваний543 раз(а)
Пример 3,27. Определить коэффициент теплопередачи и плотность теплового потока в кипятильнике с вертикальными стальными трубами высотой H=4,0 м и диаметром 38х2 мм, где под абсолютным давлением 0,36 кгс/см2 при температуре tкип=80°С кипит 20 %-й водный раствор аммонийной селитры. Насыщенный водяной пар конденсируется при абсолютном давлении 1,1 кгс/см2. Учесть термические загрязнения стенки.
скачать решение примера 3.27(31.98 Кб) скачиваний544 раз(а)
Пример 3.28. Определить необходимую поверхность противоточного теплообменного аппарата, в котором горячее масло (удельная теплоемкость с1=1670 Дж/(кг·К)) в количестве 3,0 т/ч охлаждается от t1н=100 до t1к= 25°С холодной жидкостью, нагревающейся от t2к=20 до t2н=40°С. Коэффициент теплопередачи изменяется с температурой масла согласно данным рис. 3.26.
скачать решение примера 3.28(47.92 Кб) скачиваний510 раз(а)
Пример 3.29. Методом последовательных приближений (итерационным методом) определить плотность теплового потока и необходимую поверхность теплопередачи в горизонтальном кожухотрубчатом теплообменнике, в межтрубном пространстве которого происходит конденсация 3,9·103 кг/ч насыщенного пара бензола при давлении 1 кгс/см2, а выделяющаяся при этом тепло-га конденсации отводится водой, проходящей по трубам диаметром 25х2 мм со скоростью 0,55 м/с и нагревающейся от t2н= 20 до t2к= 45°С, Среднее число труб в вертикальном ряду теплообменника nр = 9.
скачать решение примера 3.29(93.35 Кб) скачиваний520 раз(а)
Пример 3.30. Вычислить значение коэффициента теплопередачи и необходимую высоту слоя насадки при охлаждении 20·103 кг/ч воздуха атмосферного давления от 80 до 20°С в насадочном аппарате диаметром 2,0 м, заполненном керамической насадкой 25х25х3 мм, по поверхности которой стекает 18,0 м3/ч воды при средней температуре 15°С.
скачать решение примера 3.30(25.22 Кб) скачиваний549 раз(а)
Пример 3.31. Определить потерю теплоты за счет лучеиспускания, а также общую потерю лучеиспусканием и конвекцией (3 от поверхности стального аппарата цилиндрической формы высотой Н=2,0 м и диаметром D=1,0 м. Размеры помещения 10x6x4 м. Температура стенки аппарата t1=70°С температура воздуха и стенок помещения t2=20°С.
скачать решение примера 3.31(31.58 Кб) скачиваний532 раз(а)
Пример 3.32. Определить температуру наружной стенки слоя изоляционного материала (асбеста) и плотность теплового потока, если температура внутренней поверхности асбеста 220°С, толщина слоя 80 мм, а температура окружающего воздуха 25°С.
скачать решение примера 3.32(12.81 Кб) скачиваний600 раз(а)
Пример 3.33. Определить среднюю температуру пластины из текстолита толщиной 2R=20 мм и продольным размером L=240 мм при охлаждении ее от начальной температуры t0=80°С двухсторонним потоком атмосферного воздуха с температурой tf=10°С и скоростью 7,5 м/с через τ=7 мин после начала процесса охлаждения.
Рис. 3.29. Нестационарное распределение температуры при симметричном охлаждении плоской пластины
скачать решение примера 3.33(29.44 Кб) скачиваний487 раз(а)
Пример 3.34. Определить температуру на поверхности и в центре шаровой частицы из активированного угля радиусом R=5 мм, которая охлаждается в течение 30 с от равномерной температуры t0=100°С воздухом, имеющим скорость w= 0,60 м/с и температуру tf=25°С. Плотность, удельная теплоемкость и теплопроводность угля 700кг/м3, с=840Дж/(кг·К) и 0,20Вт/(м·К) соответственно.
скачать решение примера 3.34(26.55 Кб) скачиваний455 раз(а)
Пример 3.35. Определить эффективность (холодильный коэффициент) компрессионной установки, работающей по обратному циклу Карно, при температуре испарения -20°С и конденсации хладоагента 25°С.
скачать решение примера 3.35(9.49 Кб) скачиваний535 раз(а)
Пример 3.36. Для фреоновой холодильной установки холодопроизводительностью Q0=60кВт, работающей по сухому циклу с переохлаждением жидкого хладоагента и его дросселированием, определить удельную холодопроизводителъность, значение холодильного коэффициента, отводимый в конденсаторе тепловой поток, и необходимую поверхность теплопередачи конденсатора, расход циркулирующего в установке хладоагента (Gх), необходимый расход воды в конденсаторе и потребляемую компрессором мощность при температуре испарения фреона-12 t1=-30 °С, температуре его конденсации t2 = 25°С, температуре переохлаждения t3=21°С; температурах воды на входе и выходе из конденсатора tвк=15°С и tнк=18°С; коэффициент теплопередачи в конденсаторе К=2400 Вт/(м2·К).
скачать решение примера 3.36(34.83 Кб) скачиваний720 раз(а)
Пример 3.37. Определить холодопроизводигельность аммиачного вертикального компрессора при температуре испарения -25°С, температуре конденсации 30°С и температуре переохлаждения 25°С, если при нормальных условиях он имеет холодопроизводительностъ Q0=175 кВт.
скачать решение примера 3.37(21.94 Кб) скачиваний490 раз(а)
Пример 3.38 Определить расход получаемого жидкого воздуха и затраты мощности при переработке 200 кг/ч сжимаемого до 200 кгс/см2 воздуха по простому регенеративному циклу Линде. Температура изотермического сжатия воздуха (рис. 3.17) 25°С. Дросселирование происходит с 200 кгс/см2 до атмосферного давления (1 кгс/см2). Потери холода в окружающую среду 10,7кДж/м3 воздуха (при нормальных условиях).
скачать решение примера 3.38(18.7 Кб) скачиваний505 раз(а)
Пример 3.39. Определить необходимую поверхность кожухотрубчатого теплообменного аппарата и расход охлаждающей воды при охлаждении 18 т/ч метанола от 68 до 20°С. Вода перемещается противотоком и нагревается от 10 до 42°С. Число труб одноходового теплообменника 21, их диаметр 35x3,5 мм. Температура стенки трубы со стороны жидкого метанола 50°С. Коэффициент теплоотдачи к воде αв=1100 Вт/(м2·К).
скачать решение примера 3.39(34 Кб) скачиваний530 раз(а)
Пример 3.40. При атмосферном давлении нагревается V=6000м3/ч воздуха (объемный расход отнесен к 0°С и 760 мм рт, ст.) от 20 до 120°С насыщенным водяным паром. Избыточное давление пара 6 кгс/см2 влажность 3 %. Определить необходимую поверхность теплопередачи одноходового кожухотрубчатого теплообменника с 120 трубками диаметром 38x2 мм и расход греющего пара. Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к наружной поверхности трубок αгп = 9500 Вт/(м2·К).
скачать решение примера 3.40(36.73 Кб) скачиваний557 раз(а)
Расчетные задания глава 3
ПРИМЕРЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
Задание 3.1 (цена расчета 500р) В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается жидкость от температуры tК до tH.
Расход жидкости равен G. В межтрубное пространство поступает сухой насыщенный водяной пар, не содержащий воздуха. Абсолютное давление греющего пара ргп. Трубы теплообменника имеют диаметр 25х2 мм. Общее число труб равно n. Среднее число рядов труб по вертикали nр. Определить поверхность теплопередачи и длину труб для двух случаев;
1) теплообменник имеет один ход по трубному пространству (z = 1);
2) теплообменник имеет z ходов.
Потерями теплоты пренебречь. Использовать метод последовательных приближений по температурам стенок.
Задание 3-2. В трубном пространстве одноходового кожу хот рубчатого теплообменника охлаждается жидкость от температуры tК до tH. Расход охлаждаемой жидкости G, скорость движения в трубах dH. Охлаждающая вода проходит противотоком по межтрубному пространству со скоростью шя в вырезах перегородок и нагревается от температуры tПН до tПК. Диаметр шахматно расположенных труб 25х2 мм. Определить плотность теплового потока, температуры поверхностей стенки, необходимую поверхность теплопередачи и расход воды.
Пример 3.I. Рассчитать теплообменный аппарат для охлаждения 3,96 т/ч диэтилового эфира от 25 до -10 С 23,8%-м раствором хлорида кальция, поступающим из холодильной установки с температурой -15°С и нагревающимся в теплообменнике до -12°С. Сопоставить несколько вариантов кожухотрубчатых аппаратов, различающихся гидродинамическими режимами течения теплоносителей.
Скачать решение примера 3.I(494.58 Кб) скачиваний903 раз(а)
Пример 3.II. Рассчитать два варианта (с турбулентным и ламинарным режимами течения толуола в трубном пространстве) горизонтального теплообменного аппарата дли нагревания 20 т/ч толуола от 21 до 98°С с помощью насыщенного водяного пара абсолютным давлением 1,6 кгс/см2 и с содержанием воздуха 0,5 %.
Скачать решение примера 3.II(178.32 Кб) скачиваний967 раз(а)
Пример 3.III. Рассчитать необходимую поверхность кожухотрубчатого теплообменника, в мегктрубном пространстве которого охлаждается от 76 до 31°С 1240 м3/ч (считая на нормальные условия) азота при абсолютном давлении 1,5 кгс/см2. Охлаждающая вода поступает в трубное пространство ТОА при 16°С.
Скачать решение примера 3.III(142.99 Кб) скачиваний939 раз(а)
Пример З.IV. Рассчитать необходимую поверхность греющей кг выпарного аппарата, в вертикальных трубах которой при средней температуре кипения tкип=90°С испаряется W=2,0 т/ч воды из 20%-го раствора хлорида натрия. Абсолютное давление сухого греющего 1,8 кгс/см2. Высота кипятильных труб Н=5,0 м. Теплопроводность раствора при температуре кипения λ2= 0,65 Вт/(м·К).
Скачать решение примера 3.IV(142.99 Кб) скачиваний939 раз(а)
