17 вариант. ДГУ-0317
Задача 1. В трубе, имеющей внутренний диаметр 32 мм, движется вода со средней по сечению скоростью 1 м/с. Средняя по длине температура внутренней стенки трубы 380С. Температура воды на входе в трубу 200С, а на выходе 280С. Определить коэффициент теплоотдачи, передаваемый тепловой поток и длину трубы.
_____________________
Задача 2. Температура горячего воздуха в ресивере компрессорной установки измеряется ртутным термометром, помещённым в гильзу из нержавеющей стали, которая заполнена маслом. Показания термометра дают температуру конца гильзы tl = 90℃, которая ниже температуры воздуха tf в ресивере в следствии отвода теплоты по трубке. Определить истинную температуру воздуха в ресивере и ошибку измерения, если температура в основании гильзы t0 = 40℃, длина гильзы l = 140 мм, а её толщина д = 1 мм; коэффициент теплопроводности материала л = 23,26 Вт/мК, коэффициент теплоотдачи сжатого воздуха в гильзе б = 23,26 Вт/м2К
_____________________
Задача 3. Горизонтальная труба длиной 25 м и наружным диаметром 400 мм, температура поверхности которой 200 0С, охлаждается воздухом в условиях естественной конвекции. Температура воздуха в помещении 300С. Вычислить средний по поверхности трубы коэффициент теплоотдачи и передаваемый тепловой поток.
____________________________
Задача 4. Для лучшего охлаждения внешней поверхности полупроводникового холодильника внешняя поверхность боковых стенок камеры выполнена ребристой с вертикальными алюминиевыми рёбрами. В плане камера квадратная. Ширина боковых стенок b = 800 мм, высота h = 1000 мм, высота и толщина рёбер соответственно равны l = 30 мм и д = 3 мм. Каждая стенка имеет по 40 рёбер. Температура у основания ребра t0 = 30℃; температура окружающей среды tж = 20℃; коэффициент теплопроводности алюминия лал.=202 Вт/мК; коэффициент теплоотдачи от ребристой стенки к окружающему воздуху б = 7 Вт/м2К. Вычислить температуру на конце ребра t1 и количество тепла отдаваемое четырьмя боковыми стенками Qр. с.. Вычислить также количество тепла, которое отдавалось бы в окружающую среду неоребрёнными стенками при тех же условиях, Qс..
_____________________
Задача 5. Вертикальная труба длиной 10 м и наружным диаметром 400 мм, температура поверхности которой 2000С, охлаждается воздухом в условиях естественной конвекции. Температура воздуха в помещении 300С. Вычислить средний по поверхности трубы коэффициент теплоотдачи и передаваемый тепловой поток.
_____________________
Задача 6. Вычислить допустимую силу тока для медного провода d=1мм, покрытого резиновой изоляцией д=1мм, при условии, что максимальная температура изоляции должна быть не больше 60℃, а не внешней поверхности изоляции 40℃. Коэффициент теплопроводности резины лрез.= 0,15 Вт/мК. Электрическое сопротивление медного провода R = 0,005 Ом/м.
_____________________
Задача 7. Шахматный пучок труб обтекается поперечным потоком трансформаторного масла. Внешний диаметр труб d=20 мм. Поперечный шаг между трубами S1=2.5d. Продольный шаг S2= 1.5d. Средняя скорость масла в узком сечении пучка 0.6 м/с, а его средняя температура 400С. Температура поверхности труб равна 900С. Найти коэффициент теплоотдачи для третьего ряда труб.
_____________________
Задача 8. По стальной трубе (d2 = 50 мм, д = 5 мм, l = 30 м) протекает вода со скоростью 0,5 м/с. Температура воды на входе в трубу t′в= 200 °С. Труба покрыта тепловой изоляцией с лиз=0,1 Вт/(м∙К) толщиной 100 мм. Температура окружающего воздуха tж2 = 0 °С, б2 = 20 Вт/(м2∙К), a б1 = 4000 Вт/(м2∙К). Найдите температуру воды на выходе из трубы.
_____________________
Задача 9. Плоская стенка теплообменного аппарата имеет толщину 3 мм и коэффициент теплопроводности 17 Вт/(м2К) и омывается с одной стороны горячей жидкостью, имеющей температуру 130 0С, с другой стороны – холодной жидкостью, имеющей температуру 50 0С. Коэффициент теплоотдачи от горячей жидкости 3500 Вт/(м2К). Коэффициент теплоотдачи к холодной жидкости 700 Вт/(м2К). Найти плотность передаваемого теплового потока и температуры поверхностей теплопередающей стенки.
_____________________
Задача 10. В приборе для определения коэффициента теплопроводности жидкостей по методу «нагретой нити» в кольцевой зазор между платиновой нитью кварцевой трубкой залито испытуемое трансформаторное масло. Диаметр и длина платиновой нити d1=0,12 мм и l=90 мм; внутренний и наружный диаметр кварцевой трубки d2=1 мм и d3=3мм; коэффициент теплопроводности кварца лквар.= 1,4 Вт/мК. Вычислить коэффициент теплопроводности лж и среднюю температуру tж трансформаторного масла, если при расходе тепла через кольцевой слой масла Q=1,8 Вт, температура платиновой нити tс1=106,9 ℃ и температура внешней поверхности кварцевой трубки tс3 = 30,6 ℃.
_____________________
Задача 11. В рекуперативном теплообменнике производится подогрев воды от 150С до 550С. Массовый расход нагреваемой воды 1,2 кг/с. Греющий теплоноситель – вода, температура которой на входе и выходе из теплообменника, соответственно 900С и 600С. Средний коэффициент теплопередачи в теплообменнике 2700 Вт/(м2К). Рассчитать массовый расход греющего теплоносителя, передаваемый тепловой поток и площадь поверхности теплообмена для противоточной схемы движения теплоносителей.
_____________________
Задача 12 Подлежит ли потребитель ТЭР согласно Федеральному закону «Об энергосбережении» обязательным обследованиям, если в течение года потребляет:
природного газа – Gг = 14Ч105 нм3 (
=8050 ккал/нм3),
электроэнергии – Э = 26Ч109кВтЧч,
тепловой энергии – Q = 7,9Ч103 Гкал,
вторичных энергоресурсов
(горючих) самого предприятия – Gвт=14Ч103 т (QpнВТ=3600 ккал/кг)
_____________________
Задача 13. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D 
сжигается уголь с низшей теплотой сгорания 
=13997 (кДж/кг)
. Определить экономию топлива в процентах, получаемую за счет предварительного подогрева конденсата в регенеративных подогревателях, если известны температура топлива на входе в топку tк=20°С, удельная теплоемкость топлива ст=2,1(кДж/кг*К) 
, КПД котлоагрегата 
(%), давление перегретого пара рпп (МПа), температура перегретого пара Tпп (°С), температура конденсата tк=32°С, температура питательной воды после регенеративных подогревателей tвп (°С) и величина непрерывной продувки р=3%. Паропроизводительность котельного агрегата D = 5,4 кг/с, КПД котельного агрегата (брутто) зкабр = 90,9 %, давление перегретого пара рпп = 3,9 МПа, температура перегретого пара tпп = 430 0С, температура питательной воды tпв = 120 0С.
_____________________
Задача 14. Рассчитать удельный расход теплоты и условного топлива на выработку 1 кВт∙ч электроэнергии теплофикационной турбиной соответственно в конденсационном и теплофикационном режимах работы. Определить для теплофикационной установки удельную выработку электроэнергии на тепловом потреблении и экономию условного топлива на выработку 1 кВт∙ч по сравнению с КЭС (вКЭС=0,034 кг/кВт∙ч), при использовании теплофикационных отборов в течение 3000, 4000, 5000 часов при общей положительности работы турбоустановки 7000 часов. Давление пара на входе в турбину Po = 12 МПа. Температура пара на входе в турбину t0 = 500 °C. Давление пара в отборе Ротб = 1,3 МПа. Температура питательной воды tпв = 165 °C, давление в конденсаторе турбины Рк = 4,6 кПа. Температура конденсата пара после турбины tк = 40 °C. (зэм=0,97; зoi=0,85; зку=0,88; зтп=0,96).
_____________________
Задача 15. Определить количество теплоты, отдаваемое уходящими газами котельной завода водяному экономайзеру (утилизатору), для получения горячей воды, если температура газов на выходе из экономайзера tвыхг = 190 0С температура газов на входе в экономайзер 
=310°С, коэффициент избытка воздуха за экономайзером бэк=1,3, средняя объемная теплоемкость газов 
=1,415
и расчетный расход топлива одного котла Вр=0,21 кг/с. В котельной установлены два одинаковых котла (n=2), работающих на донецком каменном угле марки D состава: Ср=48,3%; Нр=2,6%; Sp=4%; Np=1%; Op=9,3%; Ap=20,8%; Wp=14%.
