Задача № 3
Дано.
Горизонтальный стальной трубопровод
с наложенной на него теплоизоляцией
(рис. 3.1). Внутри трубопровода движется
горячая вода с температурой
,
окружающая среда с температурой
воздух. Задана геометрия трубопровода
(
),
расход воды
и теплофизические свойства материалов
и сред (
,
табл. 3.2, 3.3). Принять материал трубопровода
сталь,
,
материал теплоизоляции – торфоплита,
.
Задание
Определить тепловые потери в окружающую среду и температуры на границах слоя теплоизоляции.
Рис. 3.1. Схема теплообменного участка трубопровода
Таблица 3.1
Варианты исходных данных
Варианты |
d1, мм |
d2, мм |
dиз, мм |
|
М, кг/час |
|
|
1 |
18 |
20 |
36 |
10 |
140 |
80 |
−20 |
2 |
18 |
20 |
36 |
10 |
130 |
80 |
−15 |
3 |
18 |
20 |
36 |
10 |
120 |
80 |
−10 |
4 |
18 |
20 |
36 |
10 |
110 |
80 |
−5 |
5 |
18 |
20 |
36 |
10 |
100 |
80 |
0 |
6 |
20 |
22 |
38 |
12 |
140 |
90 |
5 |
7 |
20 |
22 |
38 |
12 |
130 |
90 |
10 |
8 |
20 |
22 |
38 |
12 |
120 |
90 |
15 |
9 |
20 |
22 |
38 |
12 |
110 |
90 |
20 |
10 |
20 |
22 |
38 |
12 |
100 |
90 |
15 |
11 |
22 |
24 |
40 |
14 |
140 |
70 |
10 |
12 |
22 |
24 |
40 |
14 |
130 |
70 |
5 |
13 |
22 |
24 |
40 |
14 |
120 |
70 |
0 |
14 |
22 |
24 |
40 |
14 |
110 |
70 |
−5 |
15 |
22 |
24 |
40 |
14 |
100 |
70 |
−10 |
,
м
Таблица 3.2
Теплофизические свойства воды
t, oC |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
0,556 |
0,478 |
0,415 |
0,365 |
0,326 |
0,295 |
Pr |
3,54 |
2,98 |
2,55 |
2,21 |
1,95 |
1,75 |
|
64,8 |
65,9 |
66,8 |
67,4 |
68,0 |
68,3 |
Вт/м градТаблица 3.3
Теплофизические свойства воздуха
t, oC |
−20 |
−10 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
·106, м2/с |
12,79 |
12,43 |
13,28 |
14,16 |
15,06 |
16,0 |
16,96 |
17,95 |
Pr |
0,716 |
0,712 |
0,707 |
0,705 |
0,703 |
0,701 |
0,699 |
0,698 |
Вт/м град |
2,28 |
2,36 |
2,44 |
2,54 |
2,59 |
2,67 |
2,76 |
2,83 |