2015-06-04
452
Задача 1
Определите температуру в центре tц, 0С и на поверхности tп, 0С цилиндра диаметром d, м и длиной l, м через 5 часов после помещения его в печь. Начальная температура цилиндра tн, температура внутри печи tж, 0С, коэффициент теплопроводности материала цилиндра λ, Вт/(м·К), теплоемкость с, кДж/(кг·К), плотность r, кг/м3, коэффициент теплоотдачи α, Вт/(м2·К). Определите также среднеобъемную температуру цилиндра через 5 часов после начала нагрева и количество теплоты, затраченной на нагрев до температуры tж. Исходные данные для расчета приведены в таблице 15, υ0/υ′ и υп/υ′ – на рисунках 9 и 10.
Таблица 15
| 1-я цифра варианта | ||||||||||
| λ, Вт/(м·К) | ||||||||||
| с, кДж/(кг·К) | 0,68 | 0,50 | 0,50 | 0,55 | 0,45 | 0,47 | 0,57 | 0,60 | 0,65 | 0,66 |
| r, кг/м3 | ||||||||||
| α, Вт/(м2·К) | ||||||||||
| 2-я цифра варианта | ||||||||||
| d, м | 0,30 | 0,25 | 0,45 | 0,50 | 0,55 | 0,75 | 0,20 | 0,40 | 0,50 | 0,60 |
| l, м | 1,0 | 0,8 | 1,2 | 1,5 | 1,6 | 1,1 | 1,0 | 1,3 | 1,6 | 1,7 |
| tн, 0С | ||||||||||
| tж, 0С |
Задача 2
|
|
|
Пластина (брикет) сливочного масла (размером А.В.D мм) охлаждается в холодильной камере, температура воздуха в которой tж, 0С. Начальная температура брикета tн, 0С. Определите температуру в центре пластины tц, 0С через τ мин после начала охлаждения, а также количество теплоты Q(τ), кДж, отводимой от пластины. Коэффициент теплоотдачи принять равным a, Вт/(м2·K). Теплофизические характеристики материала: λ, Вт/(м·К), a, м2/с, с, кДж/(кг·К). Рассчитайте также среднеобъемную температуру пластины через 5 часов после начала охлаждения. Исходные данные для расчета приведены в таблице 16, 
и Q (τ)/Q – на рисунках 11 и 12.
Таблица 16
| 1-я цифра варианта | ||||||||||
| A, мм | ||||||||||
| B, мм | ||||||||||
| D, мм | ||||||||||
| tн, 0С | -10 | -5 | -6 | -7 | -8 | -9 | -11 | -12 | -13 | -14 |
| tж, 0С | ||||||||||
| 2-я цифра варианта | ||||||||||
| τ, час | 4,0 | 2,0 | 3,0 | 5,0 | 1,5 | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 6,5 |
| α, Вт/(м2·К) | ||||||||||
| λ, Вт/(м·К) | 0,19 | 0,17 | 0,18 | 0,22 | 0,24 | 0,23 | 0,21 | 0,20 | 0,16 | 0,19 |
| а.108, м2/с | 4,5 | 5,8 | 5,3 | 4,7 | 4,8 | 5,2 | 4,6 | 4,2 | 4,3 | |
| с, кДж/(кг·К) | 5,6 | 3,7 | 4,2 | 4,7 | 5,2 | 5,0 | 4,4 | 5,4 | 5,8 | 5,7 |
Рис. 9. υ0/υ′ = Ф0(Bi, Fo) для бесконечно длинного цилиндра
Рис. 10. υп/υ′ = Ф0(Bi, Fo) для бесконечно длинного цилиндра
Для определения избыточной температуры υ0/υ ′ или υп/υ′ по графикам, приведенным на рисунках 9 и 10, вычисляют числа Bi и Fo. Далее откладывают по оси абсцисс найденное значение B i и восстанавливают из этой точки перпендикуляр до пересечения с линией Fo = const, соответствующей вычисленному значению Fo. Из полученной точки проводят горизонтальную линию до пересечения с осью ординат, на которой считывают искомое значение избыточной температуры.
|
|
|
Рис. 11. υп/υ′ = Ф0(Bi, Fo) для плоской неограниченной пластины
Рис. 12. Q(t)/Q= f0(Bi, Fo) для плоской неограниченной пластины
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – M.: Энергия, 1973. – 340 с.
2. Драганов Б.Х., Кузнецов А.В., Рудобашта С.П. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве. – M.: Агропромиздат, 1990. – 380 с.
3. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. – 2-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 460 с.
