Задача 4

Решить задачу 3 для случая прокладки изолированных трубопроводов в непроходном канале с промежуточной стенкой и расстояние между осями труб b = 600 мм. Ячейка непроходного канала для каждой из труб имеет форму квадрата с внутренними размерами 600× 600 мм

Коэффициенты теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху и от воздуха к внутренним стенкам канала Вт/(м·К). При расчете коэффициенты теплопроводности стенок канала и грунта принять равными: .

Порядок решения

1. Эквивалентный диаметр каждой ячейки непроходного ка

,

где F и P- сечение и периметр ячейки канала соответственно, м ² и м;

2. Отношение h/d_э по условиям задачи больше чем 2,поэтому дальнейшие расчеты ведем по формулам для трубопроводов глубокого заложения.

3. Термические сопротивления подающего и обратного трубопроводов, м·К/Вт:

,

.

4. Условное термическое сопротивление, учитывающее взаимно влияние соседних труб, м·К/Вт

.

5. Удельные тепловые потери подающего и обратного трубопроводов, Вт/м:

,

.

6. Суммарные удельные тепловые потери, Вт/м

.

7. Сравнить тепловые потери при бесканальной прокладке трубопроводов и прокладкой в непроходном канале с разделяющей стенкой.

Примечание. Расчетный анализ показывает, что тепловые потери теплотрасс при бесканльной прокладке без разделяющей трубопроводы стенкой практически одинаковы с тепловыми потерями теплотрассы с разделяющей стенкой (разница около 5 %).

Задача 5

Определить тепловые потери 1 м паропровода диаметром d/d_в = 273/259 мм, проложенного на открытом воздух с температурой t_o = 10 ^оС. Средняя скорость движения воздуха w = 5 м/с. По паропроводу подается насыщенный пар с температурой 150 ^оС. Тепловая изоляция паропровода толщиной 80 мм, ее коэффициент теплопроводности 0,1 Вт/(м·K). Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы 10000 Вт/(м²·К). Коэффициент лучеиспускания поверхности изоляции c_n = 5 Вт/(м²·К⁴). Коэффициент теплопроводности стенки стального паропровода Вт/(м·K).

Определить также тепловые потери паропровода при его длине l = 500 м и количество выпадающего конденсата.

Порядок решения

1. Задаемся предварительно коэффициентом теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху , Вт/(м⁴·К), например Вт/(м²·К).

2. Полное термическое сопротивление изолированного паропровода, м·К/Вт

Расчетный анализ показывает, что для изолированного теплопровода (R_в+R_тр)<<(R_и+R_н), поэтому величинами R_в и R_тр при расчете изолированных теплопроводов обычно пренебрегают. В этом случае

.

3. Приближенное значение температуры наружной поверхности изоляции, ^оС

.

4. Коэффициент теплоотдачи конвекций от наружной поверхности изоляции к воздуху, Вт/(м²·К)

.

5. Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием от наружной поверхности изоляции к воздуху, Вт/(м²·К)

.

6. Уточненное значение коэффициента теплоотдачи от наружности изоляции к воздуху, Вт/(м²·К)

.

7. Уточненные значения R_н и R(см п.2) при уточненном значении .

8. Удельные потери, Вт/м

.

9. Тепловые потери изолированного паропровода, Вт

,

где - коэффициент местных потерь теплоты (по условиям эксплуатации паропровода примем ).

10. Количество выпадающего конденсата, кг/с

,

где r- теплота парообразования при заданном давлении насыщенного пара (r = 2112 кДж/кг при P = 0,5 МПа).