Контрольные вопросы
1.Выбор материала тепловой изоляции трубопроводов, критический диаметр тепловой изоляции.
2. Теплопередача, способы интенсификации теплопередачи.
Задачи
1.Вычислить плотность теплового потока через чистую поверхность нагрева парового котла и температуры на поверхностях стенки, если известны: температура дымовых газов tг, температура кипящей воды tж; коэффициенты теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке и от стенки к кипящей воде равны соответственно 1 и 2; материал стенки – сталь (коэффициент теплопроводности = 40 Вт/мК), толщина стенки . Определить температуры поверхности стенки и построить график распределения температуры в стенке.
2. Металлический трубопровод с наружным диаметром d имеет температуру поверхности Тст. Температура окружающего воздуха равна Тв. Вычислить потери теплоты конвекцией и излучением с 1 погонного метра длины трубопровода, если степень черноты поверхности = 0,7
Числовые данные к задачам раздела «Теплопередача» Таблица 2
-
Величины
Первая цифра шифра
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
D, м
tв, оС
0,80
60
0,85
70
0,90
80
0,95
90
1,0
100
1,05
110
1,1
120
1,15
130
1,2
140
1,25
150
1
2
Т1, К
Т2, К
0,81
0,85
500
300
0,82
0,86
550
305
0,83
0,87
600
310
0,84
0,88
630
315
0,85
0,89
680
320
0,86
0,7
650
325
0,87
0,71
700
330
0,88
0,72
770
335
0,89
0,73
750
340
0,90
0,74
800
345
Ответы на теоретические вопросы
Вопрос 1.
Исследуем
влияние наружного диаметра d2
на термическое сопротивление однослойной
цилиндрической стенки, полагая величины
,
,
постоянными.
Линейное термическое сопротивление теплопередачи равно
R
=
+
ln
+
При
заданных условиях R
=
1/
d
= const.
При увеличении d2
термическое сопротивление теплопроводности
R
=
ln
будет
возрастать, а термическое сопротивление
теплопередачи R
=1/
d
будет уменьшаться. Такая зависимость
полного термического сопротивления R
от наружного диаметра означает, что
существует величина d
при которой R
экстремальное значение.
Так как вторая производная R положительна, то найденному значению d соответствует минимальное полное линейное термическое сопротивление R и максимальная линейная плотность теплового потока q .
Величину d2=2 / называют критическим диаметром и обозначают d
При увеличении наружного диаметра до d тепловые потери цилиндрической стенки возрастают.
а так же сферических поверхностей следует рассчитывать критический диаметр по заданным величинам и .
Если кажется что величина d =2 / больше нагруженного диаметра цилиндрической стенки, то использовать данную тепловую изоляцию нецелесообразно.