2.2.2.Розрахунок втрат тепла з поверхні трубопроводу

Для першого наближення необхідно задатись температурою поверхні ізоляції, ^оС

.(54)

Приймаємо:

Втрати тепла з холодної гілки трубопроводу будуть складатися з втрат тепла променевим теплообміном та втрат тепла конвективним теплообміном.

Площа одного погонного метра труби для холодної гілки теплотраси, що покрита ізоляцією згідно (39) буде рівна:

Втрати тепла променевим теплообміном згідно(38) рівні:

Для визначання режиму руху повітря, що набігає на теплотрасу, необхідно визначити число Рейнольдса за формулою (42):

.

При прийнятій температурі поверхні ізоляції число Прандтля рівне:

.

Так, як 10³≤Re<2·10⁵то режим руху перехідний, тоді критерій Нуссельта визначається за формулою (43):

.

Коефіцієнт тепловіддачі від поверхні ізоляції до повітря визначаємо за формулою (41):

Згідно (40) втрати тепла конвективним теплообміном рівні:

Загальні втрати тепла з поверхні ізоляції згідно (37) рівні:

За формулою (44) визначаємо середню температуру ізоляції:

Коефіцієнт теплопровідності за формулою (45) рівний:

За (46) визначаємо термічний опір ізоляції:

Критичне значення термічного опору ізоляції за формулою (47) рівне:

Визначаємо температуру ізоляції згідно (48):

Порівнюємо отримане значення з прийнятим:

.

Оскільки перше наближення температури поверхні ізоляції відрізняється більше ніж на 0,5%, то необхідноперезадатитепмературуповерхніізоляції і провести розрахунокспочатку.

Приймаємо .

Втрати тепла променевим теплообміном згідно(38) рівні:

При прийнятій температурі поверхні ізоляції число Прандтля рівне:

.

За формулою (43) визначаємо критерій Нуссельта:

.

Коефіцієнт тепловіддачі від поверхні ізоляції до повітря згідно (41) рівний:

Згідно (40) втрати тепла конвективним теплообміном рівні:

Загальні втрати тепла з поверхні ізоляції згідно (37) рівні:

За формулою (44) визначаємо середню температуру ізоляції:

Коефіцієнт теплопровідності за формулою (45) рівний:

За формулою (46) визначаємо термічний опір ізоляції:

Критичне значення термічного опору ізоляції за формулою (47) рівне:

Визначаємо температуру ізоляції згідно (48):

Порівнюємо отримане значення з прийнятим:

.

Оскільки друге наближення температури поверхні ізоляції не перевищує більш, ніж 0,5%, то немає необхідності задаватися іншою температурою ізоляції.

2.2.3.Втрати тепла з холодної гілки теплотраси

Втрати тепла з холодної гілки теплотраси визначаються за формулою, кВт

.(55)

2.2.4.Критичний діаметр ізоляції

Критичний діаметр ізоляції холодної гілки теплотраси визначається за формулою (51):

.

3. Розрахунок котла.

Умовно приймаємо котел прямокутної форми зі стороною котла а, висота котла 2·а. Втратами тепла зверху та знизу котла нехтуємо, а тому площі верхньої та нижньої стінок котла при розрахунку площі котла враховуватине будемо.

Рис. 3.1. Схема розрахунку котла

Приймаємо: сторона котла , висота . Тоді площа поверхні котла та його об’єм визначаються за формулами:

.(56)

.(57)

Середньоарифметична температура стінки котла визначається за формулою,

(58)

де - температура гарячого теплоносія на вході та виході з теплообмінного апарату.