Внешняя задача конвективного теплообмена

15-31. Одиночная труба диаметром 18 мм омывается поперечным потоком воды. Определить коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде, если температура воды 30 °С, средняя температура стенки 50 °С, скорость воды 0,2 м/с.

Ответ: α = 2600 Вт/(м²×К).

15-32. Решить предыдущую задачу при условии, что водяной поток заменен воздушным потоком при тех же исходных условиях.

Ответ: α = 9,3 Вт/(м²×К).

15-33. Одиночная труба диаметром d_н = 60 мм обдувается поперечным потоком воздуха при температуре t_пот = 30 °С, движущимся со скоростью
w = 8 м/с. Определить коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке трубы, если угол атаки φ = 70^о

Ответ: α = 46,6 Вт/(м²×К).

15-34. Решить предыдущую задачу, если температура потока воздуха равна t_пот= 120 °С.

Ответ: α = 43,6 Вт/(м²×К).

15-35. Поток воздуха омывает трубку с наружным диаметром 38 мм со скоростью 5 м/ с. Температура потока 70 ^оС. Определить коэффициент теплоотдачи.

Ответ: α = 8 Вт/(м²×К).

15-36. Решить предыдущую задачу при условии, что теплоноситель — вода и скорость ее 1,2 м/с. Угол атаки φ = 70^о. Температура стенки 60 ^оС.

Ответ: α = 2900 Вт/(м²×К).

15-37. Решить предыдущую задачу при условии, что трубу омывает масло МС-20.

Ответ: α = 700 Вт/(м²×К).

15-38. Пучок труб с наружным диаметром 25 мм и числом рядов z омывается поперек перегретым паром с температурой 370 ^оС при давлении 2 МПа. Скорость пара в узком сечении пучка — 15 м/с, а средняя температура стенок труб — 250 ^оС. Определить коэффициенты теплоотдачи для коридорного и шахматного расположения труб при следующем числе рядов труб: а) z = 4; б) z = 20.

Ответ: а) α_к= 720 Вт/(м²×К); α_ш= 830 Вт/(м²×К); б) α_к= 735 Вт/(м²×К); α_ш= 849 Вт/(м²×К).

15-39. Определить коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке трубы для семирядного пучка труб внешним диаметром d_н = 76 мм, если пучок обдувается поперечным потоком воздуха с расчетной скоростью (в узком сечении), равной w = 8 м/с при температуре t_пот = 400 °С. Решить задачу в двух вариантах: а) при коридорном расположении труб и б) при шахматном расположении труб.

Ответ: а) α = 52 Вт/(м²×К); б) α = 56 Вт/(м²×К).

15-40. Решить предыдущую задачу при условии, что расчетная скорость воздуха равна w = 5 м/с.

Ответ: а) α = 38,4 Вт/(м²×К); б) α = 42,3 Вт/(м²×К).

15-41. Решить задачу 15-39 при условии, что вместо труб диаметром 76 мм поставлены трубы диаметром 52 мм.

Ответ: а) α = 59 Вт/(м²×К); б) α = 65,2 Вт/(м²×К).

15-42. Решить задачу 15-17 при условии, что имеет место поперечное омывание пучка труб (угол атаки равен 90°) и число рядов труб по ходу газов равно 8. Результат сравнить с ответом к задаче 15-17.

Ответ: α=7462 Вт/(м²×К), т.е. увеличение в 1,59 раза.

15-43. Водяной экономайзер парового котла омывается поперечным потоком дымовых газов. Гладкие трубы экономайзера с внешним диаметром d = 56 мм образуют 14-рядный пучок с шахматным расположением. Определить коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке трубы, если температура газов при входе в экономайзер t¢ = 440 °С, на выходе из него t¢¢ = 260 ^оС, средняя скорость газов w = 9 м/с. Угол атаки φ = 60°. Температура стенки t_ст = 240° С.

Ответ: α = 72 Вт/(м²×К).

15-44. Найти средний коэффициент теплоотдачи в охладителе воздуха при поперечном обтекании пучка из 8 рядов труб с шахматным расположением. Наружный диаметр труб 16 мм, скорость воздуха в узком сечении 15 м/с, средняя температура воздуха 160 ^оС. Принять размеры шагов труб s₁ = 38 мм, s₂ = 21 мм.

Ответ: α = 165 Вт/(м²×К).

15-45. Для условий предыдущей задачи найти средний коэффициент теплоотдачи, если пучок будет с коридорным расположением труб.

Ответ: α = 148 Вт/(м²×К).

15-46. Решить задачу 15-44 при условии, что вместо воздуха трубы будет омывать вода со скоростью 1,0 м/с при температуре поверхности труб 40 ^оС.

Ответ: α = 10500 Вт/(м²×К).

15-47. Стальной горизонтальный лист длиной (в направлении потока) 1,6 м и шириной 0,8 м, обдувается потоком воздуха со скоростью 7 м/с. Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху и полное количество передаваемой теплоты, если начальная температура воздуха t_пот = 20 °С, а температура поверхности t_ст = 60 °С.

Ответ: α = 25,9 Вт/(м²×К), Q = 1326 Вт.

15-48. Решить предыдущую задачу при условии, что лист омывается не воздухом, а водой.

Ответ: α= 17050 Вт/(м²×К), Q= 873 кВт.

15-49. Решить задачу 47 при условии, что лист омывается водой при скорости потока w = 0,001 м/с.

Ответ: α = 2100 Вт/(м²×К), Q = 108 кВт.

15-50. Решить задачу 47 при условии, что скорость воздуха равна 0,05 м/с.

Ответ: α = 5,4 Вт/(м²×К), Q = 276 Вт.

Дата добавления: 2015-11-30