5. Обработка результатов

1. На основании проведенных исследований произвести расчет массового расхода теплоносителя G, его средней скорости движения w, критериев Re, Pr. Теплофизические свойства теплоносителя, материалов трубы и изоляции найти по справочникам.

2. В зависимости от режима движения теплоносителя в трубе (значения критерия Re) по уравнениям (3) - (5) рассчитать критерий Nu и коэффициент теплоотдачи ₁. По уравнениям (6) - (9) рассчитать коэффициент теплоотдачи ₂. Далее определить максимальное располагаемое количество тепла на входе в трубопровод Q_max по уравнению (10), потери тепла в трубопроводе Q_R и Q_Т по уравнениям (1) и (11) и долю потерь:

.

Если температура теплоносителя на выходе превышает температуру воздуха менее чем на один градус, то расчет Q_R по формуле (1) не выполнять, а потери тепла через стенку трубы и слой теплоизоляции Q_R принять равными максимальному располагаемому количеству тепла на входе в трубопровод Q_max.

3. Полученные данные занести в таблицу, записи в которой должны соответствовать записям в таблицы наблюдений.

4. По результатам расчетов построить графики.

Задача 1. Зависимость линейного термического сопротивления от толщины изоляции R_L=f(_из) для различных материалов изоляции и диаметров трубопровода. Зависимость располагаемого количества тепла на выходе из трубопровода от толщины изоляции Q=f(_из).

Задача 2. Зависимость линейного термического сопротивления от толщины изоляции R_L=f(_из). Зависимость потерь тепла от длины трубопровода для различной толщины изоляции. По графику определить толщину изоляции для допустимого значения теплопотерь. Построить несколько графиков для различных диаметров и материалов изоляции.

Задача 3. Зависимость термического сопротивления от наружного диаметра трубопровода. На графике показать зависимости R_C, R_ и R_ от d₂ и суммарную зависимость линейного термического сопротивления от d₂. Графически (рис. 2) и по зависимости (12) определить значение d_кр. Построить несколько графиков для различных диаметров и материалов изоляции.

Задача 4. Зависимость располагаемого количества тепла на выходе из трубопровода от массового расхода Q=f(G) при постоянных _из и d. Зависимость Q от d при постоянном G и _из.

Задача 5. Для определения экономической толщины изоляции _э необходимо рассчитать сумму затрат С_ на годовые теплопотери и годовые отчисления от стоимости изоляции и найти минимум этой функции. Уравнение для расчета суммы затрат имеет вид

, (13)

где Q_Г - годовые теплопотери, кВт; Z_Т - стоимость 1 кВт тепла, руб.; 0,2 - коэффициент, учитывающий годовые отчисления от начальной стоимости изоляции и затраты на ее обслуживание; Z_из - начальная стоимость изоляции, руб.

Ориентировочные данные по стоимости 1 кВт тепла и 1 м³ изоляции приведены в табл. 1. Для нахождения минимума функции (13) построить графики зависимостей С_Q, С_из и С_ от  (рис. 4) и определить экономическую толщину изоляции _э.

6. Требования к отчету

Отчет оформляется на листах бумаги формата А4 в соответствии со стандартами. Отчет должен содержать:

а) титульный лист установленной формы;

б) краткое изложение теоретических положений;

в) принципиальную схему установки;

г) таблицы «Журнал наблюдений» и «Результаты расчета»;

д) графики изменения параметров;

е) анализ результатов работы.