Готовая задача: расчёт теплопотока и допусков D11/h11

📘 О чем эта работа

В комплект входят два самостоятельных расчетных задания: теплотехнический расчет теплового потока через цилиндрическую стенку и метрологический расчет предельных размеров и полей допусков соединения 'отверстие/вал' по стандарту ISO 286-1. В первом задании рассматривается теплообмен между горячим газом (t=570°C) и окружающим воздухом (t=25°C) для наружного диаметра 22 мм. Во втором — определены диапазоны размеров для полей допусков D11 и h11 и выполнена их разбивка на 4 группы с картой сортировки.

📚 Что внутри

Документ содержит подробные численные расчёты и итоговые таблицы:

• Теплотехническая часть: исходные данные (t_газ=570°C, t_возд=25°C, d_нар=22 мм), материал слоя 'бадделит' (δ1=5 мм, λ1=2 Вт/м·К) и чугун (δ2=2 мм, λ2=50 Вт/м·К).
• Расчёт теплового потока по формуле q' = π·λ_экв·(t_газ - t_возд)/ln(d_нар/d_вн) с полученным значением q' = 187 Вт/м.
• Вычисление коэффициентов теплоотдачи: для газа (метанол при 570°C) Re=110, Pr=0.65, Nu_g=12.6 → h_g=26.5 Вт/м²·К; для воздуха (естественная конвекция) Nu_возд≈10 → h_возд=12 Вт/м²·К.
• Определение температур стенки без и с учетом излучения (ε=0.6, σ=5.67e-8): t_w без излучения (внутренняя/наружная) и окончательное решение с излучением t_w ≈ 193°C; оценка погрешности измерения Δt = -377°C (−66.1%).
• Метрологическая часть: номинал D=22 мм, отверстие D11: +0.160…+0.680 → 22,160–22,680 мм; вал h11: –0.130…0 → 21,870–22,000 мм; исходный зазор 0.160–0.810 мм.
• Разбивка на 4 группы (n=4) с групповыми подполями, картой сортировки и рассчитанными минимальными/максимальными зазорами для групп I–IV (S_min 0.257–0.550 мм, S_max 0.420–0.713 мм).
• Итоги и краткие выводы по каждому заданию, готовые числовые значения для занесения в отчёт или лабораторную работу.

📊 Для кого подходит

Материал полезен студентам технических и машиностроительных специальностей при выполнении лабораторных и расчётных работ по курсам теплотехники, сопротивлению материалов и метрологии; преподавателям — как примеры решений для контрольных и практических занятий.

✨ Особенности

В работе представлены конкретные числовые результаты, пригодные для быстрого включения в отчёт: окончательное значение теплового потока q' = 187 Вт/м, коэффициенты теплоотдачи h_g = 26.5 Вт/м²·К и h_возд = 12 Вт/м²·К, а также подробная карта групповой сортировки для D11/h11 с межгрупповыми зазорами. Приведены формулы, промежуточные вычисления и пояснения к применяемым эмпирическим корреляциям (Nu, Re, Pr), что упрощает проверку и адаптацию под другие условия.

❓ Частые вопросы

Подойдет ли для моего ВУЗа?
Структура и расчёты следуют общепринятым методикам (формулы Nu, Re, ISO 286-1) и легко адаптируются под требования кафедры.

Можно адаптировать?
Да — все исходные данные и промежуточные шаги приведены, поэтому можно заменить материалы, диаметры или условия конвекции и пересчитать результаты.