Рішення

Для попереднього рішення задаємося значенням коефіцієнта тепловіддачі від поверхні ізоляції до повітря ₃=20 Вт/(м²К).

В загальному випадку сумарний термічний опір визначається як:

де R_п, R_тр, R_і, R₃ - термічні опори віддачі тепла від пари до труби, через матеріал стінки труби, через матеріал ізоляції і тепловіддачі від зовнішньої поверхні труби до повітря відповідно, м°С/Вт.

На практиці величиною опорів віддачі тепла від пари до труби і через матеріал стінки труби нехтують, тому що їх величина є дуже незначною порівняно з іншими двома опорами.

Опір ізоляції визначається за наступною залежністю:

, (5.1)

де d_і – зовнішній діаметр трубопровода з урахуванням ізоляції d_і= d_з+2

Опір віддачі тепла від зовнішньої поверхні ізоляції до повітря складає:

, (5.2)

Тоді приблизне значення температури зовнішньої поверхні ізоляції складає:

. (5.3)

Далі уточнюємо значення коефіцієнта тепловіддачі від зовнішньої поверхні ізоляції до повітря:

₃=_к+_л

де _к - коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт/(м²К);

_л - коефіцієнт тепловіддачі лучевипромінюванням, Вт/(м²К).

Значення _к і _л знаходимо наступним чином:

, (5.4)

. (5.5)

Коефіцієнт лучевипромінювання поверхні ізоляції С для всіх варіантів прийняти рівним 5 Вт/(м² К⁴).

Наступним кроком уточнюємо значення опору зовнішній тепловіддачі за формулою (5.2). Знову розраховуємо температуру зовнішньої поврехні ізоляції за формулою (5.3). Якщо вона менш ніж на 1С відрізняється від температури визначеної на попередньому кроці,то можна переходити до наступних розрахунків. В разі якщо ця різниця є більшою, необхідно ще раз уточнити значення коефіцієнта зовнішньої тепловіддачі та термічних опорів (5.2) і знайти значення температури зовнішньої поверхні ізоляції (5.3). Ця ітераційна процедура повторюється до тих пір, поки різниця між температурами знайденими на двох сусідніх кроках не буде меншою 1 С.

Питомі втрати тепла знаходимо за наступною формулою:

(5.6).

Як було показано раніше R_=R_і+R_з

Що стосується визначення втрат тепла неізольованим паропроводом, то оскільки термічні опори віддачі тепла від пари до внутрішньої стінки труби і через матеріал стінки труби набагато менші ніж опір віддачі тепла від зовнішньої поверхні труби, то з достатньою точністю приймаємо R_ =R_з і =t_з.

Далі знаходимо значення коефіцієнту зовнішньої тепловіддачі (5.4, 5.5), опору зовнішній тепловіддачі (5.2), останнім кроком визначаємо питомі втрати тепла (5.6).

Знаходимо відношення питомих втрат тепла неізольованого і ізольованого паропроводів: Теплові втрати ізольованого і неізолованого паропроводів:

,

де  — коефіцієнт місцевих втрат теплоти (для всіх варіантів прийняти рівним 0,25).

Довжину паропроводу для всіх варіантів прийняти рівною 1500 м.

Коефіцієнт ефективності ізоляції:

Кількість конденсату, що випадає при експлуатації голого і ізольованого паропроводів визначаємо наступним чином:

де г– теплота пароутворення для заданої температури пари визначається в довідкових даних роботи [5], кДж/кг.