Определение толщины теплоизоляции аппарата

Количество тепла, отдаваемое единицей поверхности тела в единицу времени в окружающую среду равно

q = α (t_из – t_в), Вт/м²,

где α – суммарный коэффициент теплопередачи от изолируемой стенки к воздуху, Вт/м²·⁰С.

α = α_к + α_л

где α_к – коэффициент теплоотдачи от изолируемой стенки к воздуху путем конвекции, Вт/м²·⁰С;

α_л – коэффициент теплоотдачи от изолируемой стенки к воздуху путем лучеиспускания, Вт/м²·⁰С.

α _л = ,

где С₀–коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м²·К⁴), С₀=5,7;

ε – степень черноты тела (для стали ε принимается равной 0,6; для чугуна – 0,95; для алюминия – 0,04; для латуни – 0,6; для огнеупорных материалов – 0,65 – 0,90);

Т_вн – температура внутри рубашки, К;

Т_в – температура воздуха в помещении, К.

α_к = ,

где Nu – критерий Нуссельта;

λ – коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м²·⁰С;

L – характерный размер тела (для цилиндрических тел – диаметр; для горизонтального параллелепипеда – ширина; для вертикального параллелепипеда - высота), м.

Значения коэффициента теплопроводности воздуха от температуры и соответствующие им значения коэффициента кинематической вязкости и критерия Прандтля выбираются из таблицы 4.1.

Таблица 4.1 - Основные теплофизические характеристики воздуха

В свою очередь

Nu = С·(Gr·Pr)ⁿ,

где С, n – эмпирические коэффициенты.

Таблица 4.2 - Значения эмпирических коэффициентов С и n

Gr – критерий Грасгофа.

Gr = ,

где β – коэффициент объемного расширения;

g – ускорение свободного падения; g = 9,81 м/с²;

ν – коэффициент кинематической вязкости, м²/с (табл.4.1).

t_ИЗ – температура изоляции ⁰С, (принимаем t_ИЗ=40⁰С)

β = , 1/град

Высчислив критерий Нуссельта, находим α_к коэффициент теплоотдачи от изолируемой стенки к воздуху, и суммарный коэффициент теплопередачи от изолируемой стенки к воздуху.

Зная теплопотери от изолируемого объекта q определяется коэффициент теплопередачи к

К = кВт/м²·⁰С,

Затем определяется толщина теплоизоляции

δ_изол = λ_изол

где λ_ст и λ_изол – коэффициенты теплопроводности стенки и изоляционного материала (см. прил В);

δ_ст– толщина стенки изолируемого аппарата.

Приложение А – Номограмма для определения динамического коэффициента вязкости жидкости при различных температурах.

Приложение Б – Зависимость плотности воды и др. водных растворов в зависимости от температуры.

Приложение В – Коэффециенты теплопроводности некоторых материалов

Приложение Г – Свойства насыщенного водяного пара в зависимости от температуры

Приложение Д – Свойства насыщенного водяного пара в зависимости от давления.

Приложение Е – Варианты индивидуальных заданий.