3.37. В условиях естественной конвекции около горизонталь­ной трубы диаметром 38х2 мм охлаждается толуол, имеющий среднюю температуру 50°С. Температура наружной стенки трубы 30°С. Определить значение коэффициента теплоотдачи.
Скачать решение

3.38. Определить коэффициент теплоотдачи от внутренней по­верхности 91 трубы диаметром 57х3 мм и высотой 4,0 м при пле­ночном отекании 14,4 кг/с воды и нагреве ее от 18 до 25°С. Сред­няя температура внутренней поверхности труб 26°С.
Скачать решение

3.39. По вертикальной стенке высотой 5,0 м равномерной пленкой стекает 60%-я серная кислота в количестве 2,1л/с на 1 м ширины стенки. Средняя температура кислоты 50°С, поверх­ности стенки 24°С. Определить коэффициент теплоотдачи от плен­ки к поверхности холодильника. Теплопроводность кислоты при­нять равной 0,43 Вт/(м2·К).
Скачать решение

3.40. Под атмосферным давлением кипит 20%-й водный рас­твор хлорида натрия. Определить коэффициент теплоотдачи от греющей поверхности к раствору при разности их температур 10К.
Скачать решение

3.41. Внутри вертикальных труб высотой 4,0 м под атмосфер­ным давлением кипит толуол. Вычислить коэффициент теплоот­дачи к толуолу, если температура внутренней поверхности трубы
Скачать решение

3.42. Определить среднее по высоте значение коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности вертикальных труб тепло­обменника, в межтрубном пространстве которого под атмосферным давлением конденсируется насыщенный пар метилового спирта. Высота труб 3,0 м, температура наружной поверхности труб 62 °С.
Скачать решение

3.43. Определить среднее значение коэффициента теплоотдачи при конденсации насыщенного водяного пара абсолютным давле­нием 6,3 кгс/см2 на наружной поверхности труб шахматного пуч­ка. Наружный диаметр труб 38 мм, расчетное число труб по высо­те 11. Температура наружной поверхности труб 152°С, конденси­рующийся пар содержит 0,5% воздуха.
Скачать решение

3.44. В трубном пространстве одноходового кожухотрубчатого теплообменника нагревается от 15 до 42°С 100%-й метиловый спирт, расход которого 81 т/ч. В межтрубном пространстве про­тивотоком проходит вода, температура которой изменяется от 90 до 40°С. Коэффициент теплоотдачи от воды к наружной поверх­ности труб 840 Вт/(м2·К). Суммарная термическая проводимость стенки труб и загрязнений составляет 1700 Вт/(м2·К); средняя температура внутренней поверхности трубы 38°С. Число труб 111, их внутренний диаметр 21 мм. Определить необходимую поверх­ность теплопередачи.
Скачать решение

3.45. Определить необходимую поверхность теплопередачи од­ноходового кожухотрубчатого теплообменника, имеющего 197 труб внутренним диаметром 34 мм, в котором нагревается от 20 до 90 °С воздух при абсолютном давлении 810 мм рт. ст. с расходом 7,77·103 м3/ч, считая на нормальные условия. В межтрубном пространстве конденсируется насыщенный водяной пар под абсолют­ным давлением 2 кгс/см2 при коэффициенте теплоотдачи к наруж­ной поверхности труб 104 Вт/(м2·К). Суммарная термическая про­водимость стенки трубы и загрязнений составляет 1,7кВт/(м2·К).
Скачать решение

3.46. Определить требуемую длину труб одноходового кожухотрубчатого теплообменника, имеющего 111 труб диаметром 38х2 мм, и расход греющего водяного пара 94 %-й сухости при нагреве 5200 м3/ч (при нормальных условиях) воздуха атмосфер­ного давления от 2 до 90 °С. Абсолютное давление конденсирую­щегося насыщенного пара 2 кгс/см2. Принять коэффициент теплопередачи приближенно равным значению коэффициента тепло­отдачи для воздуха.
Скачать решение

3.47. Внутри змеевика 1,5 т/ч толуола охлаждается от 90 до 30°С водой, перемещающейся противотоком толуолу и нагреваю­щейся от 15 до 40°С. Стальная трубка змеевика имеет диаметр 57х3,5 мм; диаметр змеевика 0,40 м. Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенки трубы к воде составляет 580 Вт/(м2·К). Определить необходимую длину трубки змеевика и расход охлаждающей воды, если принять суммарное терми­ческое сопротивление стенки трубы и ее загрязнений равным 0,7·10-3 (м2·К)/Вт, а температуру внутренней поверхности слоя загрязнений 42°С.
Скачать решение

3.48. Определить длину теплообменника типа «труба в трубе», выполненного из труб диаметром 89х5 и 44,5х3,5 мм, в котором охлаждается от 70 до 30 43 1900 кг/ч толуола, проходящего пря­мотоком по межтрубному кольцевому пространству. Вычислить также расход охлаждающей воды (среднего качества), проходя­щей по внутренней трубе, при изменении ее температуры от 14 до 21°С. Средняя температура поверхности загрязнений со стороны воды 20°С.
Скачать решение

3.49. Определить температуру наружной поверхности изоля­ции и потерю теплоты излучением и конвекцией с 1 м2 поверхно­сти вертикальной стенки выпарного аппарата. Слой теплоизоля­ции толщиной 45 мм имеет теплопроводность 0,12 Вт/(м·К). Температура внутренней поверхности слоя изоляции практически равна температуре кипения раствора (120°С), температура возду­ха в помещении 20°С.
Скачать решение

3.50. Аппарат, температура наружной поверхности стальной стенки которого 500°С, покрыт слоем кирпича толщиной 125 мм и дополнительным слоем теплоизоляции с теплопроводностью 0,68 и 0,12 Вт/(м·К) соответственно. Определить толщину слоя тепло­изоляции, необходимую для того, чтобы температура его наруж­ной поверхности была 50°С; температура окружающего воздуха 25°С.
Скачать решение

3.51. Определить поверхностную плотность теплового потока, температуры поверхностей стенок, необходимую поверхность те­плопередачи и расход воды при охлаждении 3,0 кг/с бензола от 75 до 30°С в трубном пространстве одноходового кожухотрубча-того теплообменника при скорости бензола в трубах 0,40 м/с. Охлаждающая вода проходит в межтрубном пространстве со скоростью 0,50 м/с в вырезе поперечных перегородок и нагрева­ется от 20 до 40°С. Размер труб 25х2 мм, расположение труб шахматное.
Скачать решение

3.52. В трубном пространстве вертикального кипятильника при атмосферном давлении испаряется 10 кг/с ацетона. Насыщенный водяной пар, не содержащий воздуха, конденсируется при абсолютном давлении 2кгс/см? и межтрубном пространстве на наружной поверхности труб высотой 4,0 м и диаметром 25х2 мм. Температуру кипения принять без учета гидростатического эффекта. Определить плотность теплового потока, температуры наружной и внутренней поверхностей трубы, необходимые поверх­ность теплопередачи и расход греющего пара, имеющего влаж­ность 3 %.
Скачать решение

3.53. В вертикальной пневмотранспортной трубе высотой 3,0 м перемещающаются вверх и одновременно охлаждаются воздухом атмосферного давления давления и средней температурой 20°С сферические частицы селикогеля диаметром 1мм и начальной температурой 120°С. Определить среднюю температуру частиц на выхо­де из трубы, если они перемещаются с равномерной скоростью 1,7 м/с при скорости воздуха 6,0 м/с. Принять плотность, удель­ную теплоемкость и теплопроводность силикагеля соответственно 1,1·103 кг/м3; 0,92 кДж/(кг·К) и 0,20 Вт/(м·К). Охлаждение частиц считать симметричным.
Скачать решение

3.54. Цилиндрическое изделие из стекла диаметром 12 мм ох­лаждается поперечным потоком воздуха атмосферного давления, имеющего температуру 20°С и скорость 6,0 м/с. Определить время, за которое изделие отдает 95 % первоначальной теплоты. Плотность, удельная теплоемкость и теплопроводность стекла 2,5·103 кг/м3; 0,84 кДж/(кг·К) и 0,76 Вт/(м·К).
Скачать решение

3.55 Определить плотность лучистого теплового потока, который воспринимает плоская поверхность высушиваемого материа­ла от излучающей поверхности кирпичной кладки. Температура кладки 650°С, температура поверхности материала 50°С. При­нять степень черноты влажного материала равной 0,85.
Скачать решение

3.56. Определить потери теплоты излучением от аппарата, покрытого асбестом, невогнутая наружная поверхность которого им имеет температуру 50°С. Аппарат находится в оштукатуренном помещении размерами 3х4х3 м.
Скачать решение

3.57. Вычислить необходимую высоту слоя насадки 50х50х5 мм при охлаждении 27·103 м3/ч азота от 90 до 25°С при нормальном давлении водой в количестве 6,5 кг/с. Диаметр аппарата 1,9 м. Расход азота дан при нормальных условиях; начальная темпера­тура воды 12°С.
Скачать решение

3.58. Определить высоту слоя насадки из круглого гравия раз­мером 42 мм, необходимую для охлаждения 23·103 м3/ч воздуха (считая на нормальные условия) от 70 до 20°С в вертикальном скруббере диаметром 2,2 м. Температура воды на входе в аппарат 18°С; расход воды 28 т/ч.
Скачать решение

3.59. Вычислить холодильный коэффициент и мощность, потребляемую холодильной установкой, работающей по обратно­му циклу Карно. Холодопроизводительность установки 6,4 кВт при температуре испарения -10°С и температуре конденсации 22°С.
Скачать решение

3.60. Определить минимальную затрату работы по обратному циклу Карно и расход воды в конденсаторе при выработке 100 кг/ч льда из воды, температура которой на входе 0°С. Температура ис­парения хладоагента -5°С, температура конденсации 25°С. В кон­денсаторе вода нагревается от 12 до 20°С. Удельная теплота кри­сталлизации воды 335 кДж/кг.
Скачать решение

3.61. Определить удельную холодопроизводительность и холо­дильный коэффициент сухого цикла без переохлаждения для ам­миака и дифтордихлорметана (фреона-12) при температуре испа­рения -15°С и температуре конденсации 30°С.
Скачать решение

3.62. Сравнить значения холодильных коэффициентов амми­ачной установки при температуре испарения -20°С и температуре конденсации 30°С для обратного цикла Карно и для сухого цикла с переохлаждением сконденсированного аммиака до 25°С.
Скачать решение

3.63. Необходимо охлаждать 103 кг/ч этилового спирта от 20 до -15°С в холодильной установке, работающей по сухому циклу без переохлаждения аммиака. Определить теоретическую мощ­ность компрессора при температурах испарения -25°С и конден­сации 25°С.
Скачать решение

3.64. Холодопроизводительность аммиачного горизонтального компрессора при температурах испарения -15°С и конденсации 25°С составляет 698 кВт. Определить Холодопроизводительность этого компрессора при температурах испарения -5°С и конденсации 30°С.
Скачать решение

3.65. По диаграмме состояния воздуха Т-S определить инте­гральный эффект Джоуля-Томсона при дросселировании воздуха на атмосферное давление при начальных значениях температуры и давления воздуха: а) 15°С и 50 кгс/см2; б) -50°С и 50 кгс/см2; в) -50°С и 200 кгс/см2.
Скачать решение

3.66. Определить затрату энергии на получение 1 кг жидкого воздуха по простому регенеративному циклу при следующих начальных температурах и давлениях воздуха: а) 15°С и 50 кгс/см2; б) 15°С и 200 кгс/см2. Дросселирование в обоих случаях производится до атмосферного давления. Потери холода не учитывать.
Скачать решение

3.67. Определить ожижаемую долю воздуха и расход энергии на 1 кг жидкого воздуха в простом регенеративном цикле при начальной температуре воздуха 30°С и давлении 200 кгс/см2. Общие поте­ри холода составляют 10,5 кДж на 1 кг перерабатываемого воздуха.
Скачать решение

3.68. Вычислить необходимые значения теплообменной по­верхности и расхода воды при охлаждении 20 т/ч бензола от 78 до 20°С. Вода в одноходовом кожухотрубчатом теплообменнике про­ходит по межтрубному пространству противотоком по отношению к бензолу и нагревается от 15 до 43°С. 33 стальные трубки имеют диаметр 25x1,5 мм. Температура внутренней поверхности трубок (со стороны бензола) равна 51°С. Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности трубок к воде ав= 1200 Вт/(ма-К).
Скачать решение

3.69. Вычислить необходимые значения теплопередающей по­верхности одноходового кожухотрубчатого теплообменного аппарата и расхода греющего водяного пара при нагревании 90 т/ч толуола от 18 до 110°С. Толуол проходит по трубному пространству, содер­жащему 38 трубок диаметром 38x3 мм. Избыточное давление су­хого насыщенного пара в межтрубном пространстве 2 атм. Коэффициент теплопередачи со стороны конденсирующего пара Ккп=11000Вт/(м2·К). Температура внутренней стенки трубок 102°С.
Скачать решение