Примеры решения задач

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∙(t_ст1 – t_ст2) = λ/δ∙Δt, где λ- коэффициент теплопроводности, δ-толщина стенки, t_ст1, t_ст2- температура стенок.

Температура тела в точке с координатой х находится по формуле:

t_x = t_ст1 – (t_ст1 – t_ст2)∙x/ δ.

Тепловые потоки для слоев будут:

 1-й слойQ = 2·π· λ₁·l·(t_ст1 – t_сл1)/ ln(d₂/d₁),

 2-й слой Q = 2·π·λ₂·l·(t_сл1 – t_сл2)/ ln(d₃/d₂).

Температура внутренней поверхности стенки –t_ст1, температура наружной поверхности стенки –t_ст2, 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 t_ж1=120°С. Коэффициент теплоотдачи от жидкости к внутренней поверхности трубы α₁=1400 Вт/(м2К), а температура окружающего воздуха t_ж2=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 [t_из]=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