Трубопровод соединяет цех с котельной его длина равна ℓ м
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Трубопровод соединяет цех с котельной, его длина равна ℓ м, по нему течёт перегретый пар с температурой tж1, 0С. Температура наружного воздуха tж2, 0С. Диаметр трубопровода d1/d2=300/320 мм, на него наложена асбестовая изоляция толщиной σ1 мм, а сверх неё – пробковая изоляция толщиной σ2 мм.
Определить потерю тепла трубопроводом по всей длине и температуры на граничных поверхностях.
Известно, что коэффициент теплоотдачи от перегретого пара к стенке трубы a1=500 Вт/м2·К; коэффициент теплоотдачи от наружной пробковой изоляции к воздуху a2=10 Вт/м2К; теплопроводность стали λст=40 Вт/м·К; теплопроводность пробки λп= 0,06 Вт/м·К. Теплопроводность асбеста λасб= 0,18 Вт/м·К.
Контрольные вопросы.
Что такое коэффициент теплопроводности?
Коэффициент теплопроводности λ в законе Фурье характеризует способность данного вещества проводить теплоту.
Коэффициент теплопроводности — количество теплоты, передаваемое за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице.
Какая величина называется термическим сопротивлением теплопроводности?
Термическое сопротивление характеризует способность материала (одного из слоев) противиться прохождению сквозь него теплового движения частиц. Тепловое сопротивление многокомпонентной системы (например, утеплителя, уложенного в несколько слоев) рассчитывается как сумма сопротивлений отдельных ее компонентов. Термическое сопротивление слоя рассчитывается, как отношение его толщины к коэффициенту теплопроводности данного материала.
Что такое коэффициент температуропроводности?
Коэффициент температуропроводности а, характеризует теплоинерционные свойства вещества или другими словами характеризует скорость изменения температуры тела во времени. Скорость изменения температуры, прямо пропорциональна коэффициенту температуропроводности. Т.о. коэффициент температуропроводности характеризует только нестационарные процессы.
Дано:
l=80м, tж1=310оС, σ1=80мм, tж2=10оС, σ1=40мм,
Решение
Определяем диаметры трубопровода с учетом изоляции:
d3= d2+2· σ1=320+2·80=0,48м
d4= d3+2· σ2=0,48+2·0,045=0,56м
Рисунок 4 – Распределение температур в зависимости от диаметра
Потери тепла с 1 пог. метра
ql=π∙(tж1-tж2)1α1∙d1+12∙λ1lnd2d1+12∙λ2lnd3d2+12∙λ3lnd4d3+1α2∙d4=3.14∙(310-10)1500∙0.3+12∙40ln0.320.3+12∙0.18ln0.480.32+12∙0.06ln0.560.48+110∙0.56=362,74 Вт
Термическое сопротивление не учитывается ввиду его незначительности
.
Тепловой поток через трубу (потери тепла)
Q=ql∙l=362,74∙80=29019,2 Вт
Температура на внутренней поверхности трубопровода:
tc1=tж1-qlα1∙d1∙π=310-362,74500∙0.3∙3.14=309,23 ℃
Температура на противоположной поверхности стальной трубы почти равна t'ст
Заказать работу
на новый заказ в Автор24.
