Название: Определение тепловых потерь теплоизолированного трубопровода

Вид работы: контрольная работа

Рубрика: Физика

Размер файла: 200.33 Kb

Скачать файл: referat.me-341680.docx

Краткое описание работы: Министерство образования Российской федерации Иркутский Государственный Технический Университет Энергетический факультет Кафедра теплоэнергетики

Определение тепловых потерь теплоизолированного трубопровода

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	,м	,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 /с	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 /с	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 /с	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 /с	Pr
68,254×10-2	287,437×10-6	0,300×10-6	1,78

Определяем число Рейнольдса:

- переходный режим течения.

Отсюда Число Нуссельта:

Число Грасгофа:

Коэффициент объемного расширения:

Коэффициент теплоотдачи:

Третье приближение:

Теплофизические параметры воды при =98,611,°С:

, Вт/(м×К)	, Па×с	, м2 /с	Pr
68,258×10-2	287×10-6	0,2993×10-6	1,778

Определяем число Рейнольдса:

- переходный режим течения.

Отсюда Число Нуссельта:

Число Грасгофа:

Коэффициент объемного расширения:

Коэффициент теплоотдачи:

Таблица расчетных данных:

Приближение		,
Первое	0,133	0,194	48,733	98,476
Второе	0,154	0,1764	44,31	98,611
Третье	0,155	0,1717	43,131	98,649	98,618

Анализ пригодности изоляции:

Сравним

0,09627>0,025

Отсюда делаем вывод, изоляция плохая.

Вывод:

Методом приближений определили наружный диаметр изоляции при условии, что температура на наружной поверхности изоляции отличалась от заданной температуры не более чем на 0,5 .

В данной работе мы определили диаметр изоляции так, что точность между температурами приблизительно 0,1 °С, при этом толщина изоляции из асбозурита равна примерно 6,75 см, а тепловые потери равны 43,131.