Теоретические основы теплотехники
.pdf
4.3. Расчет теплопроводности стенки печи
Дано: Стены методической печи, приведенные на рис. 7, выполнены из слоя огнеупорного кирпича толщиной δ1 = 250 мм с коэффициентом теплопроводности λ1 = 0,28 + 0,233·10-3t, Вт/(м·°С), и теплоизоляционного слоя диатомитового кирпича с коэффициентом теплопроводности λ2 = 0,113 + 0,233·10-3t, Вт/(м·°С). Температура газов в топке tг1 = 1120°С, α1 =
120,6 Вт/(м2·К). Температура воздуха в котельной tг2 = 20°С, α2 = 10
Вт/(м2·К).
Определить: Какой должна быть толщина диатомитового слоя, чтобы потери в окружающую среду не превышали 750 Вт/м2, и чему равна температура в плоскости соприкосновения слоев?
Рисунок 4.7 – Расчетная схема
Коэффициенты теплопроводности можно переписать в следующем виде:
λ1 = λ01[1 + b1t], где λ01 = 0,28Вт/(м·°С), тогда b1 = 0,233· 10-3/0,28 = 0,832·10-3 1/°С;
λ2 = λ02[1 + b2t], где λ02 = 0,113 Вт/(м·°С), тогда b2 = 0,206·10-3 1/°С.
Для установившегося стационарного теплового режима справедливо:
q = q1 = α1(tг1 – t1).
Из закона Ньютона находим температуру:
t1 = tг1 − q =1120 −750 /120,6 =1114°C. α1
Из условия задачи следует, что тепловые потери в окружающую среду не превышали q4 = q = α2(t3 – tг2) = 750 Вт/м2.
Отсюда находим температуру наружной стенки:
t |
|
= t |
г2 |
+ |
|
q |
= 20 +750 /10 = 95°C. |
|
3 |
α |
|||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
2 |
|
||
151
Далее, чтобы решить задачу, воспользуемся методом последовательных приближений, так как коэффициенты теплопроводности материалов стенок зависят от температуры.
В первом приближении принимаем λ1 = λ01, λ2 = λ02. Тогда
q2 = q = λ01 (t1 −t2 )
δ1
и можно найти
t |
|
= t |
− qδ1 |
=1114 − |
750 0, 25 |
= 444, 4°C. |
|
2 |
1 |
λ01 |
|
0, 28 |
|
Толщина второй стенки:
δ2 = λ02 (t2 −t3 )/ q = 0,113(444, 4 −95)/ 750 = 0,053 м.
Второе приближение. Находим среднее значение коэффициентов теплопроводности материалов стенок:
λ1(2)ср = λ01 1+b1 (t1 +t2 )/ 2 =
|
|
|
|
|
|
0,832 10 |
−3 |
(1114 + 444, 4) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
= 0, 28 1+ |
|
|
|
= 0, 462 Вт / (м К) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
λ(2) |
|
= λ |
02 |
1+b |
t |
2 |
+t |
3 ) |
/ 2 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
2ср |
|
|
|
|
|
2 ( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0, 206 10 |
−3 |
(444, 4 + |
95) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
= 0,113 1+ |
|
|
|
= 0,119 Вт / (м К) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Это дает возможность найти |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
t(2) |
= t |
− |
qδ1 |
= |
1114 − |
750 0, 25 |
|
= 708, 2°C, |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
λ(2) |
|
|
0, 462 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
δ(2)2 |
|
= λ(2)2ср (t2(2) −t3 )/ q = 0,119(708, 2 −95)/ 750 = 0,097 м. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Третье приближение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
λ1(3)ср |
|
= 0, 492 Вт / (м К), |
λ2(3)ср = 0,122 Вт / (м К), |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
t2(3) = 732,9°C, |
δ(3)2 |
= 0,104 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Проверка |
|
полученного |
|
|
|
решения. |
|
Определим |
|
коэффициент |
||||||||||||||||||||||||
теплопередачи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
k = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
1 |
|
|
|
|
= 0,68 Вт / (м |
2 |
К). |
||||
|
1 |
|
|
|
|
δ1 |
|
δ(3)2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
0, 25 |
|
0,104 |
|
1 |
|
||||||||||
|
|
|
+ |
|
+ |
+ |
|
|
|
|
120,6 + 0, 492 + |
0,122 + |
10 |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
α1 |
|
λ1(3)ср |
|
λ(3)2ср |
α2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Плотность теплового потока:
qприбл = k (tг1 −tг2 )= 0,68(1120 −20)= 748 Вт / м2.
152
5. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
5.1 Тепловой расчет экономайзера парового котла
Определить площадь поверхности нагрева и длину отдельных секций (змеевиков) змеевикового экономайзера парового котла, предназначенного для подогрева питательной воды в количестве G2 = 230 т/ч от t 'ж2 =160 оС
Рисунок 5.1– Схема движения газов в экономайзере
до t ''ж2 |
= 300 оС (рисунок 5.1) [4]. Вода движется снизу вверх по |
||||||||
стальным |
трубам |
[λ |
= 22 |
Вт |
] диаметром |
d1 |
= 44 |
мм со средней |
|
|
|
|
c |
|
м о С |
d2 |
51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
скоростью ω2 = 0,6 |
м |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
Дымовые газы (13% С02, 11%Н20) движутся сверху вниз в межтрубном пространстве со средней скоростью в узком сечении трубного пучка
ω =13 |
м |
. Расход газов |
G = 500 т/ч. Температура газов на входе в |
|
|||
|
|
1 |
|
1 |
с |
|
|
|
|
||
|
|
|
153 |
экономайзер t 'ж1 = 800 оС. Трубы расположены в шахматном порядке с шагом поперек потока газов s1 = 2,l·d и вдоль потока s1 = 2·d.
Решение. Среднеарифметическая температура воды
tж2 = 0,5 (t 'ж2 +t ''ж2 )= 0,5 (160 +300)= 230 oC.
При этой температуре физические свойства воды равны соответственно:
ρ |
ж2 |
= 827 |
|
кг |
;c |
pж2 |
= 4,68 |
кДж ; |
|
|
|
|
|
||||||
|
м3 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
кг о С |
|
|
|
|
|
||||||
λ |
|
= 0,637 |
|
Вт |
|
;ν |
|
= 0,145 10 |
−6 м2 |
; |
|||||||||
|
м о С |
|
|
|
с |
|
|||||||||||||
ж2 |
|
|
|
|
|
|
ж2 |
|
|
|
|
|
|||||||
Prж = 0,88. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Количество передаваемой теплоты: |
|
||||||||||||||||||
Q = G2 cpж2 (t 'ж2 −t ''ж2 )= |
230 103 |
|
4,68 (300 −160)= 4,2 104 кВт. |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3600 |
|
|
|
|
|
Число Рейнольдса для потока воды |
|
||||||||||||||||||
|
|
ω |
2 |
d |
|
0,6 4,4 10−2 |
|
5 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
0,145 10−6 =1,82 |
|
|
|||||||||
Reж2 = νж2 |
|
= |
|
10 . |
|
||||||||||||||
Число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи для воды определяем, учитывая, что коэффициент теплоотдачи со стороны воды намного больше коэффициента теплоотдачи со стороны газов и, следовательно, температура стенки трубы близка к температуре воды, полагаем
(Рrж2/Рrж1)0,25≈1:
Nuж2 = 0,021 Re0,8ж2 Prж0,432 = 0,021 (1,82 105 )0,8 (0,88)0,43 = 314;
α2 = Nuж2 |
λ |
= 314 |
0,637 |
= 4550 |
|
Вт |
. |
|||
ж2 |
|
|
|
|
|
|
||||
d |
4,4 |
10 |
−2 |
м |
2 |
о |
||||
|
|
|
|
|
С |
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
154
Для определения температуры газов на выходе из экономайзера примем в первом приближении теплоемкость газз Cpж1=1,25 кДж/(кг·°С). Тогда
t '' |
ж1 |
= t ' |
ж1 |
− |
Q |
|
= 800 |
− |
4,2 104 |
= 558 |
o |
C |
|
G c |
|
500 |
103 1,25 |
|
|||||||||
|
|
|
pж1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||
tж1 = 0,5 (t 'ж1 +t ''ж1 )= 0,5 (800 +558)= 679 oC.
При этой температуре сpж1=1,234 кДж/(кг·С) и в результате второго приближения
t ''ж1 = 554 oC и tж1 = 677 oC.
При температуре tж1=677°С физические свойства дымовых газов данного состава равны соответственно:
ρ |
|
= 0,373 |
кг |
;λ |
|
= 0,0808 |
Вт |
; |
|||
|
м3 |
|
м о С |
||||||||
|
|
ж1 |
|
ж1 |
|
|
|
||||
ν |
|
|
=108 10 |
−6 |
м2 |
;Pr |
= 0,61. |
|
|||
|
|
|
с |
|
|||||||
|
ж2 |
|
|
|
|
ж |
|
|
|
||
Число Рейнольдса для потока газов
Re |
|
= |
ω |
d |
|
= |
13 5,1 10−2 |
= 6130. |
|
ж1 |
1 |
|
2 |
108 |
10−6 |
||||
|
|
νж1 |
|
|
|
||||
Найдем число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенкам труб.
В связи с тем, что число рядов труб вдоль потока неизвестно, расчет ведем для третьего ряда труб. При шахматном расположении для чистых труб по формуле
Nuж1 = 0,021 Re0,6ж1 Prж0,331 εs = 0,41 (6130)0,6 (0,61)0,33 = 64,3;
где, т.к. s1 / s2 =1,05, εs ≈1;
155
α ' = Nu |
|
|
λ |
= 64,3 |
8,08 |
10−2 |
=102 |
Вт |
. |
||
ж1 |
ж1 |
|
|
|
|
||||||
d2 |
5,1 10−2 |
м2 |
о С |
||||||||
1 |
|
|
|
|
|||||||
В промышленных условиях вследствие загрязнения котельных поверхностей нагрева интенсивность теплообмена снижается. Для учета этого полагаем:
α1 = 0,8 α '1 = 0,8 102 = 81,6 мВт2 о С.
Определяем коэффициент теплоотдачи излучением от потока газов к стенкам труб. Средняя длина пути луча
l=1,08 d2 s1d 2s2 −0,785 =1,08 0,051 (2 2,1−0,785)= 0,188 м.
2
Произведение среднего пути луча на парциальное давление двуокиси углерода и водяных паров
pCO2 l = 0,13 0,188 = 0,0245 мсмкгс2 ; pH2Ol = 0,11 0,188 = 0,0207 мсмкгс2 .
Степень черноты дымовых газов при средней температуре газов (t ж1 = 677° С) находим по графикам на рис. 11-1 —11-3 из [4]:
εг = εCO2 + β εH2O = 0,072 +1,08 0,042 = 0,017.
Учитывая, что α1«α2, принимаем tc1≈tж2+20≈250оС. При этой температуре с помощью тех же графиков находим погло щательную способность газов при температуре поверхности труб:
A = ε |
|
Tж1 |
0,65 |
+ β ε |
H2O |
= 0,064 |
|
|
677 |
+ 273 |
0,65 |
+1,08 0,07 = 0,17. |
|
г |
CO2 |
|
Tс1 |
|
|
|
|
|
250 |
+ 273 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Эффективная степень черноты оболочки
156
ε 'c1 = 0,5 (εc1 +1)= 0,5 (0,8 +1)= 0,19.
Плотность теплового потока, обусловленная излучением,
q |
|
|
ε ' |
C |
|
|
|
|
|
|
Tж1 |
|
4 |
− A |
|
|
Tс1 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
= |
|
ε |
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
л |
0 |
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
c1 |
|
|
|
|
|
|
г |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,9 5,7 |
|
|
|
|
|
|
677 |
+ 273 4 |
|
|
|
|
|
250 + 273 |
4 |
= 4230 |
Вт |
||||||||||||||
0,117 |
100 |
|
|
−0,17 |
|
100 |
|
|
м |
2 . |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи, обусловленный излучением, |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
αл = |
|
qл |
|
|
= |
|
|
4230 |
|
|
= 9,9 |
|
|
Вт |
. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
677 − 250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
tж1 −tс1 |
|
|
|
м2 о С |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Суммарный коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенкам труб
α0 =α1 +αл = 81,6 +9,9 = 91,5 мВт2 о С.
Коэффициент теплопередачи
k = |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
= |
|
|
|
1 |
|
|
|
= 88,3 |
Вт |
. |
|
1 |
+ |
δc |
+ |
1 |
|
|
|
1 |
+ |
3,5 10−3 |
+ |
1 |
|
|
м2 о С |
|||
|
|
α0 |
λc |
|
α2 |
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
91,5 |
4550 |
|
|
|
|
||||||||
Находим средний температурный напор, приближенно принимая схему движений теплоносителей за противоточную:
t 'ж1 −t ''ж2 |
= |
800 −300 |
=1,27 <1,5. |
|
t ''ж1 −t 'ж2 |
554 −160 |
|||
|
|
При этом
∆tл ≈ ∆tа = tж1 −tж2 = 677 − 230 = 447 оС.
Площадь поверхности нагрева экономайзера
157
|
|
Q |
|
|
|
|
4,2 104 |
|
|
3 |
|
2 |
|
|
||
F = |
|
|
= |
|
|
|
|
|
10 |
|
=1070 м |
. |
|
|||
|
k ∆tл |
88,3 |
447 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Число параллельно включенных змеевиков |
|
|||||||||||||||
n = |
|
|
4 G |
|
|
= |
|
|
4 230 103 |
≈86. |
||||||
ρж2 π d12 ω1 3600 |
827 3,14 (4,4 10−2 )2 0,6 3600 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина отдельной секции (змеевика) |
|
|||||||||||||||
l = |
|
F |
|
|
= |
|
|
1070 |
|
|
|
= 77,5 м. |
|
|||
π d2 n |
|
3,14 10−2 86 |
|
|||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
5.2 Типовые задачи теплопередачи
Задача 1. Найти потери теплоты в окружающую среду от кирпичной обмуровки котла толщиной δ=250 мм и ее температуру, с
коэффициентом теплопроводности |
λ = 0,7 |
Âò |
|
при |
температуре |
|||||||||||||||||||||||
|
ì î |
Ñ |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
дымовых газов tг= |
800 оС, температуре наружного воздуха t в= 15 °С, |
|||||||||||||||||||||||||||
коэффициентах теплоотдачи от дымовых газов к стенке |
α1 = 40 |
Âò |
|
|||||||||||||||||||||||||
ì 2 î Ñ |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
и от стенки к окружающей среде α2 |
=10 |
Âò |
|
. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ì 2 î |
Ñ |
|
|
|
|
|
|
||
Решение. Коэффициент теплопередачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
K = |
|
|
1 |
|
|
|
= |
|
1 |
|
|
|
= 2,07 |
|
Âò |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
δ |
1 |
|
1 0,25 1 |
|
ì |
2 î Ñ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
+ λ |
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
α1 |
α2 |
|
|
|
|
40 |
0,7 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Потери теплоты в окружающую среду с одного метра поверхности обмуровки составят
158
q = 2,07 (800 −15)=1625 Âòì 2 .
Температура обмуровки котла определяется по зависимости
tî |
= tâ + q |
1 |
=15 +1625 |
|
1 |
=177,5 oC. |
|
α1 |
10 |
||||||
|
|
|
|
||||
Задача 2. Паропровод диаметром 170/160 мм покрыт двухслойной изоляцией. Толщина первого слоя δ2=30 мм и второго слоя δ3=50 мм. Коэффициенты теплопроводности трубы и изоляции соответственно
равны: λ = 50 |
Âò |
, |
λ = 0,15 |
Âò |
и |
λ = 0,08 |
Âò |
. Температура |
1 |
ì î Ñ |
|
1 |
ì î Ñ |
|
3 |
ì î Ñ |
|
|
|
|
|
|
|
внутренней поверхности паропровода tвн=300 °С и внешней поверхности изоляции tн=50 °С. Определить потерю теплоты 1 м трубопровода и температуры на поверхностях раздела отдельных слоев.
Решение. По условиям задачи имеем: d1=0,16 м, d2=0,17 м, d3=0,23 м, и d4=0,33 м. Плотность теплового потока:
q |
= |
|
π |
(t1 |
−tï ) |
= |
|
|
|
|
|
|
3,14 (300 −50) |
|
|
|
= 240,6 |
Âò |
; |
|||||||
|
|
|
|
1 |
|
di+1 |
|
1 |
|
170 |
|
1 |
|
230 |
|
1 |
|
330 |
ì |
|||||||
1 |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
∑ |
|
|
|
ln |
|
|
|
|
|
|
ln |
|
+ |
|
ln |
|
+ |
|
ln |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
2 |
50 |
160 |
2 0,15 |
170 |
2 0,08 |
230 |
|
|
|
||||||||
|
|
2 λ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t2 |
= 300 − 240,6 |
0,0006 |
= 300 −0,0229 ≈ 300 î Ñ; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 3,14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
t3 |
= 50 + |
|
240,6 |
|
4,525 = |
223,3 î Ñ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
2 3,14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Задача 3. Стальной паропровод с коэффициентом теплопроводности |
||||||||
λ1 |
= 40 |
|
Âò |
, диаметром 200/216 мм покрыт слоем изоляции толщиной |
|||||
ì |
î Ñ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
120 мм |
(λ |
= 0,1 |
|
Âò |
|
). Температура пара t п=300 оСи окружающего |
|||
|
|
|
2 |
ì |
î |
Ñ |
|
||
|
|
|
|
|
|||||
воздуха tв=25 оС. Коэффициенты теплоотдачи со стороны пара и воздуха
159
равны соответственно α1 =100 |
Âò |
и α2 = 8,5 |
Âò |
|
. Требуется |
|
ì 2 î Ñ |
ì 2 î |
Ñ |
||||
|
|
|
определить линейный коэффициент теплопередачи линейную плотность теплового потока ql и температуру изоляции tн.
Решение. Линейный коэффициент теплопередачи
kl = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|||
|
1 |
+ |
|
1 |
|
ln |
d2 |
+ |
|
|
1 |
|
|
|
ln |
d3 |
|
+ |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
α |
d |
2 λ |
|
|
2 |
λ |
|
|
|
|
α |
|
d |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
d |
2 |
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
1 |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
||
|
1 |
|
+ |
|
1 |
|
ln |
216 |
+ |
|
1 |
|
|
ln |
456 |
+ |
|
|
1 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
100 0,2 |
|
2 40 |
200 |
2 0,1 |
|
|
|
|
|
8,5 0,456 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
216 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,248 |
|
|
Вт |
. |
|
|
|
|
|||||||||||
0,05 + 0,0009 +3,75 + 0,258 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м o C |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Линейная плотность теплового потока
ql = kl |
π (tп −tв ) |
= 0,248 3,14 275 |
= 214 |
Вт. |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
||
t |
|
= t |
|
+ q1 |
|
|
1 |
|
|
|
= 25 + 214 |
0,258 = 25 +17,5 = 42,5 oC. |
|||||||||||||||||
н |
в |
α2 d3 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
π |
|
3,14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Коэффициент теплопередачи |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
k |
= |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
= |
|
1 |
|
|
|
|
= |
2,07 |
|
Вт |
. |
||||||
1 |
|
δ |
|
|
1 |
|
1 0,25 1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м2 о С |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
+ λ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
α1 |
|
α2 |
|
|
|
40 |
0,7 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Плотность теплового потока
q = k (tг −tв )= 2,07 (800 −15)=1624,95 Втм2 .
Находим температуры стенки обмуровки
160