Методическое пособие по курсу "Техническая физика". Часть 1. Теплофизика. Куценко А.Н - 10 стр.

UptoLike

Составители: 

вычислить термический коэффициент давления. Термическим
коэффициентом давления газа называется величина,
показывающая, на какую часть увеличивается давление газа от
нагревания наС при постоянном объеме относительно давления
газа приС.
Обозначив термический коэффициент давления газа через γ,
можно написать формулу согласно определению
tp
pp
t
0
0
=
γ
.
(16)
В соответствии с законом Шарля термический коэффициент
давления при постоянном объеме одинаков для всех газов и равен
1/273 град
-1
. Из формулы (16) получим
()
tpp
t
γ
+
=
1
0
,
(17)
т. e. давление газа, нагретого при постоянном объеме, равно
начальному давлению, умноженному на бином термического
давления. Двучлен, стоящий в скобках, называется биномом
термического давления. Бином показывает, во сколько раз
увеличилось давление газа при изохорическом нагревании от 0 до
tºС.
Установить взаимную связь между объемом, давлением и
температурой газа.
Обозначим объем газа приС через V
0
, а давление его через
р
0
. Оставим температуру газа неизменной (0°С), а давление
изменим на р, тогда объем газа также изменится и станет равным
V
1
. Если t = const, то процесс в газе изотермический и по закону
БойляМариотта можем написать, что
100
pVVp
=
.
При этом состоянии газа будем считать давление неизменным
(р=const) и нагреем его до температуры t, тогда объем увеличится и
станет равным V. Если р = const, то процесс изобарический и по
закону Гей-Люссака можно записать, что
)1(
1
tVV
β
+
=
, отсюда
t
V
V
β
+
=
1
1
.
(18)
Подставим найденное выражение для V
1
в формулу закона
БойляМариотта и получим
протекающего со скоростью
ω
= 10 м/с, стенки прямой трубы
диаметром d = 0,1 м и длиной l = 2 м. Средняя температура воздуха
t
ж
= 120°С.
Задача 45*. Гладкая пластина шириной 1,5 м и длиной l = 2,0 м
обтекается продольным потоком воздуха с температурой T
ж
=
293°К и со скоростью ω = 4,0 м/с. Вычислить коэффициент
теплоотдачи α и тепловой поток Q, если температура поверхности
плиты Т
ст
= 353°К.
Задача 46*. Цилиндрическая труба с наружным диаметром d = 30
мм и длиной l = 5 м охлаждается поперечным потоком воды с
температурой T
ж
= 283°К. Скорость воды ω = 2 м/с. Температура
поверхности трубы Т
ст
= 353
0
К. Угол атаки 50°. Определить
коэффициент теплоотдачи от поверхности трубы к охлаждающей
воде и количество передаваемой теплоты.
Задача 47*. Определить тепловой поток, проходящий через
кирпичную стенку, высотой 5 м, шириной 4 м и толщиной 250 мм.
Температуры поверхностей стены
'
ст
t = 27°С и
''
ст
t = -23°С.
Теплопроводность
красного кирпича λ = 0,77 Вт/(мК).
Задача 48*. Определить разность температур на наружной и
внутренней поверхностях стальной стенки парового котла,
работающего при манометрическом давлении 1,9 МПа. Толщина
стенки котла составляет 20 мм; температура воды, поступающей в
котел, 46°С. С 1 м
2
поверхности нагрева снимается 25 кг/ч сухого
насыщенного пара. Теплопроводность стали λ = 50 Вт/(мК);
барометрическое давление 0,1 МПа. Стенку котла считаем плоской.
Задача 49*. Вычислить плотность теплового потока, проходящего
через стенку неэкранированной топочной камеры парового котла
толщиной 625 мм. Стенка состоит из трех слоев: одного шамотного
кирпича толщиной 250 мм, изоляционной прослойки из мелкого
шлака толщиной 125 мм и одного красного кирпича толщиной 250
мм. Температура на внутренней поверхности топочной камеры
10 35