Задачи на тему «процессы теплообмена на пожаре» для АГЗ МЧС. Часть 2

3.11. Определить коэффициент теплопередачи ламинарного пламени стеариновой свечи, значение температуры пламени которой 1300 ^оС, деревянному стержню площадью сечения S = 10 см², если известно, что количество теплоты, переданное деревянному стержню, составило 500 кДж, исходная значение температуры стержня 20 ºС.

3.12. Определить коэффициент теплопередачи ламинарного пламени лабораторной горелки, значение температуры пламени которой 550 ^оС, пластиковому покрытию площадью 0,5 м². Количество теплоты, переданное покрытию, составило 950 кДж, а его начальное значение температуры 18 ^оС.

3.13. Стенка парового котла теплопроизводительностью 3,5·10⁵ Вт/м² выполнена из углеродистой стали [λ_стали = 45,4 Вт/(м^. K)] толщиной 30 мм. Значение температуры стенки со стороны пара равно 250 ^оС. Определить температуру поверхности стали со стороны топки. Как изменится значение температуры стали со стороны топки, если стенка котла покрыта слоем известковой накипи толщиной 2 мм [λ_{ст нак} = 37 Вт/(м^. K)]? Оценить вероятность разрыва стенки котла и его взрыва, если допустимая значение температуры нагрева его поверхности 350–400 ^оС.

3.14. Определить значение температуры на внутренней поверхности вращающегося варочного котла диаметром 1,2 м, общая толщина стенки и слоя теплоизоляции которого 100 мм, если значение температуры на его наружной поверхности 160 ^оС, коэффициент теплопроводности 0,1 Вт/(м·K), тепловые потери 600 Дж. Допустимо ли применять в таком котле гептанол (t_свп = 290 ^оС)?

3.15. Определить необходимую толщину слоя тепловой изоляции из стекловаты с тем, чтобы значение температуры внешней поверхности изолируемого материала не превышало 90 ^оС, если значение температуры внутренней поверхности стекловаты 310 ^оС. Коэффициент теплопроводности стекловаты 0,089 Вт/(м·К), тепловой поток через 1 м изоляции составляет 130 Вт.

3.16. Каково значение лучистого теплового потока на расстоянии 3 м от нагретой до 900 ºС поверхности площадью 4 м²? Степень черноты поверхности ε = 0,9, значение температуры окружающей среды 20 ^оС, константа Стефана – Больцмана 5,67·10^-8 Вт/(м^{2 .} K⁴), угол падения тепловых лучей φ = 0^о.

3.17. Определить значение лучистого теплового потока на расстоянии 7 м от нагретой до 450 ^оС поверхности резервуара площадью 15 м², если степень черноты поверхности 0,8, значение температуры воздуха 15 ^оС, а угол падения тепловых лучей 45 ^оС.

3.18. На каком расстоянии от пламени мазута (значение температуры пламени 980 ^оС, степень черноты 0,93), горящего в резервуаре диаметром 6 м, значение лучистого теплового потока составляет 2050 Вт, угол падения тепловых лучей 0^о.

3.19. В процессе развития пожара в помещении среднеобъемное значение температуры через 5 мин cоставило 300 ^оС, а через 20 мин – 700 ^оС. Определить долю радиационной составляющей теплопереноса к холодной стенке помещения с температурой 20 ^оС. Принять коэффициент теплоотдачи конвекцией равным 12 Вт/(м²·К). Степень черноты пламени 0,85.

3.20. На каком расстоянии от очага горения бензина находится граница зоны теплового воздействия, позволяющая вести боевую работу при условии защищенности кожных покровов? Площадь поверхности излучения пламени 16 м², значение температуры окружающей среды 20 ^оС, степень черноты пламени 0,8. Значение температуры пламени бензина 1400 ^oC. Интенсивность лучистого теплового потока примерно 3500 Вт/м².