Wymiana ciepła0024

WYMIANA CIEPŁA - zadania przykładowi

Zadania przykładowe z przedmiotu WYMIANA CIEPŁA na I roku studiów IŚ PW

Zad. 1

Obliczyć gęstość strumienia ciepła, przewodzonego przez ściankę płaską o grubości e=iOcm, jeżeii ustaliła się na niej różnica temperatur At=T0K, a wykonana onajest z:

1. mi e dz i te chnic zn ej    ?.=370 W/mK

2. stali węglowej    A=óO W/mK

3. betonu    A=l,25 W/mK

4.    cegły czerwonej X=0,75 W7mK

5.    wełnv mineralnej /.=0,05 W/mK ODP;

q!=37000 W/m², q₂=ó000 W/m², q₃=l25 W/m", q₄=75 W/m², q₅~5 W/m².

Zad. 2

Dla danych jak w zadaniu 1 obliczyć grubości ścianek w przypadkach 1, 2, 4, 5, przy których gęstość strumienia przewodzonego ciepła będzie taka sama, jak dla ścianki betonowej.

ODP:

e₁=29.6m. e₂=4,8m, e₄=0,06m, e_;=G,004.m.

Zad. 3

Rurociąg o średnicy zewnętrznej d_l=80mm postanowiono zaizolować dwiema warstwami izolacji o jednakowej grubości e=40mm, przy czym ?._s=0,ó W/mK, X_b=0,ló W/mK, a temperatury' na skrajnych powierzchniach wynoszą: t₁=520^c,C i t₃=40^sC. Obliczyć jednostkowy strumień ciepła oraz temperaturę t₂ na styku izolacji, jeżeli ułoży się ją w kolejności a-b i b-a. Narysować rozkłady temperatur.

ODP:

q._a._b=S 17 W/m, q_lb._a=ó02,2 W/m, t_2a._b=370,l°C, t_2b__a=106,O^aC.

Zad. 4

Płaską ściankę pieca zbudowano z trzech warstw: wewnętrznej, wykonanej z szamotu (X=i,3 w/mK), środkowej wykonanej z cegły izolacyjnej {X=0,4 W/mK) o grubości e=24cm i zewnętrznej wykonanej z cegły budowlanej (A=0,75W/mK) o grubości e=12cm. Temperatura wewnętrznej powierzchni ścianki wynosi t_l=1200°C, a zewnętrznej t₄=50^c;C. Obliczyć:

a)    jaka powinna być minimalna grubość warstwy szamotu, aby temperatura cegły' izolacyjnej nie przekroczyła 950⁵C.

b)    jednostkowy strumień q strat ciepła przez ściankę pieca.

ODP:

e_lnia=0,274m, q=I 184 W/m².

Zad. 5

Dla danych jak w zad. 4 obliczyć grubość e^: warstwy szamotu, jeżeli pomiędzy' warstwami wewnętrzną i środkową znajduje się szczelina powietrza o grubości e=lcm, o zastępczym współczynniku przewodzenia ciepła ?.=0,15 W/mK.

ODP:

e’=0,lS7m.

Zad. 6

Obliczyć wartości temperatur na siwkach warstw oraz narysować rozkład temperatury, dla przegrody wielowarstwowej.

Współczynnik przejmowania po stronie		wewnętrznej et;
	w
0^=23	-, temperatura powietrza	wewnętrznego
	m~ ■ K
głębokość przemarzania przegrody.
Przegroda złożona jest z;		e [m]
1.	tynku wapienno - cementowego	0,025
•1	pustaka typu Uni	0,29
J.	styropianu	0,10
4.	cegły' ceramicznej	0,12
5.	tynku cementowego	0,025

0,82

0,46

.0,045

0,56

1,0

W

;,1—--, współczynnik przejmowania po strome zewnętrznej

m~ * K

20°C, temperatura powietrza zewnętrznego t_e=20°C. Obliczeń