новая папка 1 / 302209

2901

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра промышленной теплоэнергетики

ТЕПЛОМАССОБМЕН

методические указания к практическим занятиям

Составители: В.Я. Губарев, А.Г. Арзамасцев

Кадры для региона

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Липецк Липецкий государственный технический университет

2014

УДК 621.036 (07)

Г93

Рецензент – канд. техн. наук, доц. В.А. Стерлигов

Губарев, В.Я.

Г93 Тепломассобмен [Текст]: метод. указания к практическим занятиям / сост. В.Я. Губарев, А.Г. Арзамасцев. – Липецк: Изд-во Липецкого государственного технического университета, 2014. – 20 с.

Методические указания содержат практические задания по дисциплине «Тепломассобмен». Методические указания предназначены для проведения практических занятий и контрольных работ по данной дисциплине у студентов 3-го курса направления «Теплоэнергетика и теплотехника».

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2014

2

3. Найти модуль градиента температуры, если плотность теплового потока равна 100 Вт/м2, коэффициент теплопроводности вещества 50 Вт/(м·К).

1)0,5 К/м;

2)1 К/м;

3)2 К/м;

4)3 К/м;

5)4 К/м.

1)6 К/м;

2)7 К/м;

3)8 К/м;

4) 10 К/м;

5) 14 К/м.

5. Известно, что для температурного поля частные производные функции

точке, если плотность теплового потока в данной точке 1 Вт/м2, а коэффициент теплопроводности 1 Вт/(м·К).

1)0 К/м;

2)0,3 К/м;

3)0,3 К/м;

4)0,8 К/м;

5)1 К/м.

4

6. Вектор градиента температуры по отношению к вектору плотности теплового потока.

1) направлен в противоположную сторону;

2) сонаправлен;

3)ортогонален;

4)угол между векторами определяется значением плотности теплового потока;

5)угол между векторами зависит от значения коэффициента теплопроводности.

7.Температура на наружной поверхности исследуемого образца +10ºС, а на внутренней +20ºС. Толщина материала, из которого сделан образец, составляет 10 см. Плотность теплового потока теплопроводностью через образец составляет 300 Вт/м2. Найти коэффициент теплопроводности образца.

1) 0,33 Вт/(м ·К);

2) 1 Вт/(м·К);

3) 3 Вт/(м·К);

4) 4 Вт/(м·К);

5) 5 Вт/(м ·К).

8.Тонкий плоский электронагреватель площадью 0,2 м2 с температурой +200ºС помещен между двумя одинаковыми слоями с коэффициентом теплопроводности 0,35 Вт/(м·К). Мощность нагревателя 1000 Вт. Найти толщину слоя изоляции, при которой температура наружной поверхности составит +50ºС.

1) 0,0021 м;

2) 0,0042 м;

3) 0,0875 м;

5

4) 0,0105 м;

5) 0,021 м.

9. Вычислить плотность теплового потока через плоскую однородную стальную стенку, коэффициент теплопроводности которой равен 40 Вт/(м·К). Толщина стенки 0,05 м. Температуры на поверхностях стенки +100ºС и +90ºС соответственно.

1)1000 Вт;

2)4000 Вт;

3)8000 Вт;

4)10000 Вт;

5)16000 Вт.

10.Плотность теплового потока через плоскую однородную стенку составляет 10000 Вт/м2. Одна поверхность стенки имеет температуру +100ºС, коэффициент теплопроводности стенки 28 Вт/(м·К), ее толщина 0,25 м. Найти температуру второй поверхности стенки (температура второй поверхности больше температуры первой).

1)115ºС;

2)189ºС;

3)213ºС;

4)357ºС;

5)397ºС.

11.Определить тепловой поток через кирпичную стену толщиной 0,1 м и площадью боковой поверхности 5 м2, если коэффициент теплопроводности

6

кирпича 0,3 Вт/(м·К), а температуры на поверхностях стенки +25 и +10ºС соответственно.

1) 5 Вт;

2) 25 Вт;

3)125 Вт;

4)225 Вт;

5)750 Вт.

12.Термическое сопротивление стены жилого дома составляет 9 (м2·К)/Вт.

Найти тепловой поток через стену площадью 30 м2, если перепад температур по толщине стены составляет 30ºС.

1)33,3 Вт;

2)100 Вт;

3)133,3 Вт;

4)200 Вт;

5)500 Вт.

13.Паропровод с температурой пара +120ºС и наружным диаметром 0,1 м

покрыт слоем асбеста толщиной 0,06 м и коэффициентом теплопроводности 0,15 Вт/(м·К). Найти тепловой поток от паропровода на единицу его длины, если температура наружной поверхности изоляции +35ºС.

1)115,5 Вт/м;

2)135,5 Вт/м;

3)141,2 Вт/м;

4)144,5 Вт/м;

5)176,5 Вт/м.

7

14.Определить тепловой поток от трубы длиной 10 м и толщиной стенки 0,1 м в окружающую среду. Коэффициент теплопроводности материала трубы 30 Вт/(м·К), внутренний радиус трубы 0,5 м, перепад температур на внутренней

ивнешней поверхностях трубы равен 210ºС.

1)0,5 МВт;

2)0,7 МВт;

3)0,95 МВт;

4)1,05 МВт;

5)1,17 МВт.

15.Найти толщину изоляционного слоя с коэффициентом теплопроводности 0,2 Вт/(м·К), если температура на внешней поверхности изолируемой трубы +250ºС, а температура на поверхности изоляционного слоя должна быть +30ºС. Тепловой поток в окружающую среду 7578 Вт, внешний диаметр трубы 1м, длина трубы 5 м.

1)0,1 м;

2)0,15 м;

3)0,2 м;

4)0,25 м;

5)0,3 м.

Вт/(м·К). Найти плотность теплового потока.

1)100 Вт/м2;

2)150 Вт/м2;

3)200 Вт/м2;

4)250 Вт/м2;

5)300 Вт/м2.

8

2. Конвективный теплообмен

1. Какой из критериев подобия характеризует соотношение поля скоростей

иполя температур и сам является физическим параметром.

1)Re;

2)Pr;

3)Ar;

4)Gr;

5)Nu.

2. Укажите правильную зависимость для нахождения критерия Nu при течении газа в трубе, если известны диаметр трубы d , для газа известны коэффициент теплопроводности газа , плотность , коэффициент теплоемкости с , кинематическая вязкость , коэффициент теплоотдачи от газа к стенке :

1) Nu ;

d

2) Nu ;

d

3) Nu d ;

4) Nu d ;

5) Nu .

d

3. Характерный размер входит в критерий Грассгофа в степени:

1)1;

2)2;

3)3;

4)4;

5)5.

9

4. Критериальное уравнение теплообмена при турбулентном течении жидкости в трубе имеет вид Nu 0,023 Re 0,8 . Как в этом случае коэффициент теплоотдачи зависит от характерного размера d.

1)пропорционален d 0.8 ;

2)пропорционален d1 ;

3)пропорционален d -0,2 ;

4)пропорционален d 0,2 ;

5)другой ответ.

5.Коэффициент теплоотдачи при вынужденной конвекции определяется следующими критериями подобия:

1) Re и Pr;

2) Re и Gr;

3) Gr и Pr;

4) Pe и Gr;

5) Pe и Pr.

6.Для турбулентного течения в трубе коэффициент теплоотдачи пропорционален критерию Рейнольдса в степени:

1) 0,1;

2) 0,5;

3) 0,6;

4) 0,7;

5) 0,8.

7.Медный провод круглого сечения диаметром 15 мм охлаждается поперечным потоком сухого воздуха. Скорость набегающего потока 1 м/с,

10