Практическая работа №16
Тема: Расчет толщины тепловой изоляции
Цель: Изучить методику расчета толщины тепловой изоляции и научиться применять ее на практике
Оснащение: Методические указания для выполнения работы. Варианты заданий.
Литература:
1. В. Н. Луканин. Теплотехника. Москва,Высшая Школа, 2009 г
2. Ерофеев В. Л., Семенов П. Д., Пряхин А. С. Теплотехника. Москва, Икц «Академкнига», 2008 г.
3. В. Г. Ерохин, М. Г. Маханько. Сборник задач по основам теплотехники и гидравлики. Москва, Энергия, 1972 г.
Контрольные вопросы:
1. Объяснить зависимость процессов распространения теплоты в зависимости от формы и размеров тела.
2. Укажите величины, влияющие на теплоотдачу при естественной конвекции.
3. Укажите величины, влияющие на теплоотдачу при вынужденном турбулентном течении жидкости в трубах.
Порядок выполнения работы:
1. Изучаем методические рекомендации к работе.
2. Знакомимся с примерами решения заданий.
3. Выписываем необходимые для решения заданий формулы.
4. В соответствии с вариантом задания производим расчеты.
5. Делаем выводы.
Краткие теоретические сведения
Плотность теплового потока определяется по формуле:
q = λ/δ∙(tст1 – tст2) = λ/δ∙Δt, где λ- коэффициент теплопроводности, δ-толщина стенки, tст1, tст2- температура стенок.
Температура тела в точке с координатой х находится по формуле:
tx = tст1 – (tст1 – tст2)∙x/ δ.
Тепловые потоки для слоев будут:
1-й слойQ = 2·π· λ1·l·(tст1 – tсл1)/ ln(d2/d1),
2-й слой Q = 2·π·λ2·l·(tсл1 – tсл2)/ ln(d3/d2).
Температура внутренней поверхности стенки –tст1, температура наружной поверхности стенки –tст2, коэффициенты теплопроводности слоев -λ1, λ2, диаметры слоев d1, d2, d3.
Примеры решения задач
1. Определить потери теплоты с каждого погонного метра трубопровода и температуры поверхностей трубопровода, выполненного из стальной трубы с внутренним диаметром d1= 20 мм, наружним диаметром d2=25 мм. Коэффициент теплопроводности материала трубы λ=44 Вт/м•К, температура протекающей по трубе жидкости tж1=120°С. Коэффициент теплоотдачи от жидкости к внутренней поверхности трубы α1=1400 Вт/(м2К), а температура окружающего воздуха tж2=20°С. Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности к окружающему воздуху α2=0,01•α1. Определить толщину тепловой изоляции с коэффициентом теплопроводности λ=0,30 Вт/м•К при условии, что температура на поверхности изоляции не должна превышать [tиз]=50°С.Тепловой поток считать стационарным. Лучистым теплообменом пренебречь.
Задания
Задача 1. Стальная труба диаметром с коэффициентом теплопроводности покрыта тепловой изоляцией с коэффициентом теплопроводности . Температура внутри трубы , снаружи , на пересечении стали и изоляции . Найти толщину изоляции.
Недостающие исходные данные взять из таблицы 1.
Таблица 1. Исходные данные
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
, мм | 200 | 210 | 220 | 230 | 240 | 250 | 260 | 270 |
, вт/(м*град) | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 | 40 | 30 |
, вт/(м*град) | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 |
120 | 110 | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 | |
45 | 40 | 35 | 30 | 25 | 20 | 15 | 10 | |
115 | 114 | 113 | 112 | 111 | 110 | 109 | 108 |