Смекни!
smekni.com

Определение тепловых потерь теплоизолированного трубопровода (стр. 1 из 2)

Министерство образования Российской федерации

Иркутский Государственный Технический Университет

Энергетический факультет

Кафедра теплоэнергетики

Контрольная работа №2

«Определение тепловых потерь теплоизолированного трубопровода»

Иркутск 2009


Задание:

По горизонтальному стальному трубопроводу, внутренний и наружный диаметры которого

и
соответственно, движется вода со средней скоростью
. Средняя температура воды
. Трубопровод покрыт теплоизоляцией и охлаждается посредством естественной конвекции сухим воздухом с температурой
.

Выполнить следующие действия:

1. определить наружный диаметр изоляции, при котором на внешней поверхности изоляции устанавливается температура

.

2. определить линейный коэффициент теплопередачи от воды к воздуху

, Вт/(м×К)

3. потери теплоты с 1 м. трубопровода

, Вт/м

4. определить температуру наружной поверхности стального трубопровода

,°С

5. провести анализ пригодности изоляции.

При решении задачи принять следующие предложения:

1. течение воды в трубопроводе является термически стабилизированным

2. между наружной поверхностью стального трубопровода и внутренней поверхностью изоляции существует идеальный тепловой контакт

3. теплопроводность стали

Вт/(м×К) и изоляции не зависит от температуры.

Наружный диаметр изоляции должен быть рассчитан с такой точностью, чтобы температура на наружной поверхности изоляции отличалась от заданной температуры не более чем на 0,5 °С.


Алгоритм выполнения:

Определяем:

- теплофизические параметры воды при

- теплофизические параметры воздуха при

полагаем

Определяем:

- теплофизические параметры среды при

- коэффициент теплоотдачи

- коэффициент теплоотдачи

-

-

-

-

Если

переход на следующий уровень


Если

то
конец

Исходные данные:

,м/с
,°С
,°С
,°С
Асбозурит
, Вт/(м×К)
0,02 0,025 0,05 100 20 40 0,213

Обработка данных:

Теплофизические параметры воды при

=100,°С:
, Вт/(м×К)
, Па×с
, м2
Pr
68,3×10-2 283,5×10-6 0,295×10-6 1,75

Теплофизические параметры воздуха при

=20,°С:
, Вт/(м×К)
, Па×с
, м2
Pr
2,59×10-2 18,1×10-6 15,06×10-6 0,703

Полагаем, что

Первое приближение:

Теплофизические параметры воды при

=100,°С:
, Вт/(м×К)
, Па×с
, м2
Pr
68,3×10-2 283,5×10-6 0,295×10-6 1,75

Определяем число Рейнольдса:

- переходный режим течения.

Отсюда Число Нуссельта:

Число Грасгофа:

Коэффициент объемного расширения:

Коэффициент теплоотдачи:

Второе приближение:

Теплофизические параметры воды при

=98,476,°С:
, Вт/(м×К)
, Па×с
, м2
Pr
68,254×10-2 287,437×10-6 0,300×10-6 1,78

Определяем число Рейнольдса:

- переходный режим течения.

Отсюда Число Нуссельта: