Расчет тепловой изоляции трубопровода

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 9Следующая ⇒

Ниже представлена краткая методика расчета тепловой изоляции трубопровода (трубы). Оптимальную толщину теплоизоляционного слоя находят путём технико-экономического расчета. Практически толщину слоя изоляции определяют исходя из его термического спротивления (не менее 0,86 [^oС м²/Вт] для труб с Dу <= 25 мм, и 1,22 [^oС м²/Вт] для труб с Dу > 25 мм). Качество тепловой изоляции трубопровода оценивается её КПД. В современных конструкциях тепловой изоляции при использовании материалов с теплопроводностью до 0,1 [Вт/м K] оптимальная толщина слоя изоляции обеспечивает тепловую эффективность этой изоляции, близкой к 0,8 (т.е. эффективность 80%). Приведенная на этой страничке информация может быть полезна для проведения инженерных расчетов при проектировании, например, тепловой изоляции различных трубопроводов. В качестве примера ниже приведен расчет тепловой изоляции для выпускного коллектора высокофорсированного дизеля.

Полное термическое сопротивление изоляционной конструкции для цилиндрической стенки трубопровода (трубы) определяется по формуле:

где

d_из - искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.

d_н - наружный диаметр трубопровода.

_из - коэффициент теплопроводности изоляционного материала.

_в - коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

Линейная плотность теплового потока:

где

t_н - температура наружной стенки трубопровода.

t_из - температура поверхности изоляции.

Температура внутренней стенки изоляции трубопровода:

где

d_в - внутренний диаметр трубопровода.

_г - коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.

_т - коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

Уравнение теплового баланса:

из которого определяется искомый наружный диаметр изоляции трубопровода d_из, и далее толщина изоляции этого трубопровода (трубы) вычисляется по формуле:

Пример: Необходимо рассчитать тепловую изоляцию трубопровода высокофорсированного дизеля, наружный диаметр выпускного трубопровода составляет 0,6 м, внутренний диаметр этого трубопровода составляет 0,594 м, температура наружной стенки трубопровода принимается равной 725 К, температура наружной поверхности изоляции принимается равной 333 К, теплопроводность изоляционного материала принимается равной 0,11 Вт/(м К), тогда проведенный расчет изоляции трубопровода по методике, описанной выше, покажет, что толщина необходимой изоляции трубопровода должна составлять не менее 0,1 м.

40 конвективный теплообмен. Ур ньютона-рихмана. Коэф теплоотадачи

Конвективный теплообмен, процесс переноса тепла, происходящий в движущихся текучих средах (жидкостях либо газах) и обусловленный совместным действием двух механизмов переноса тепла — собственно конвективного переноса и теплопроводности. Таким образом, в случае К. т. распространение тепла в пространстве осуществляется за счёт переноса тепла при перемещении текучей среды из области с более высокой температурой в область с меньшей температурой, а также за счёт теплового движения микрочастиц и обмена кинетической энергией между ними. В связи с тем, что для неэлектропроводных сред интенсивность конвективного переноса очень велика по сравнению с теплопроводностью, последняя при ламинарном течении играет роль лишь для переноса тепла в направлении, поперечном течению среды. КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ - величина, характеризующая интенсивность отдачи тепла; определяется отношением плотности теплового потока, отдаваемого поверхностью, к разности температур между поверхностью и прилегающей средой q=∆t/ρ

Основы теории подобия

Теория подобия - учение о подобии явлений. Понятие подобия можно использовать в геометрии и физических явлениях.

В основе теории подобия лежат 3 теоремы.

I теорема - У подобных явлений числа подобия численно одинаковы.

II теорема - Если какое - либо явление описывается системой дифуравнений, то всегда имеется возможность представления их в форме уравнений подобия.

III теорема - Подобны те процессы, условия однозначности кот. подобны, и числа подобия, составленные из величин, входящих в условия однозначности, численно равны.

Т.о., теоремы подобия позволяют дать исчерпывающий ответ на вопросы о том, как надо ставить эксперимент, что нужно измерять во время опыта, как обрабатывать полученные результаты и какие явления будут подобны изучаемому.

Уравнение подобия - уравнение, устанавливающее функциональную связь м/у числами подобия.

Обобщенное уравнение конвективного теплообмена может быть написанов таком виде: Nu = С·Re^m·Prⁿ·Gr^P·(Рг_ж/Рг_ст)^0.25

Значения коэф. С и показателей степени m, n и р опр-ся опытным путем для конкретных случаев конвективного теплообмена. В уравнении сложная зависимость коэффициента теплоотдачи α от большого числа физ величин (ω₀, l₀, 𝝂, р, с_р, t) при стационарном режимезаменяется зависимостью числа Nu только от трех чисел подобия: Re, Pr,Gr.

Существуют частные случаи конвективного теплообмена.

49 частные случаи конвект теплообмена. Теплоотдача при естеств конвекции

Для расчета коэффициента теплоот-

дачи в условиях естественной конвекции

обычно пользуются зависимостью вида

обобщающей обширные эксперименталь-

ные данные.

Для труб и шаров определяющим

линейным размером, входящим в безраз-

мерные числа Nu ж и Gr ж, является диа-

метр d; для вертикальных труб большого

диаметра и пластин — высота Н. Если

значение коэффициента В увеличить на

30 % по сравнению с приведенным, то

формулой можно пользоваться и для

расчета а от горизонтальной плиты, об-

ращенной греющей стороной вверх. Если

греющая сторона обращена вниз, то зна-

чение В следует уменьшить на 30 %.

В обоих случаях определяющим являет-

ся наименьший размер плиты в плане.

Довольно часто приходится рассчи-

тывать теплообмен естествен-

ной конвекцией в узких глухих ка-

налах. Типичный пример — перенос теп-

лоты между оконными стеклами. Сред-

нюю плотность теплового потока q меж-

ду поверхностями, разделенными про-

слойкой газа или жидкости толщиной 6,

можно рассчитывать, как в случае пере-

носа теплоты теплопроводностью через

плоскую стенку:

где tc1 и tс2 — большая и меньшая темпе-

ратуры ограждающих поверхностей;

к, — эквивалентный коэффициент тепло-

проводности, учитывающий и конвектив-

ный перенос теплоты.

При (Gr Рг)<10³ естественную кон-

векцию можно вообще не учитывать,

считая значение

X, становится заметно больше, чем Хж,

и рассчитывается по формуле .

Поправка на конвекцию ек приближенно

определяется зависимостью

Определяющий размер при расчете

числа Gr — толщина прослойки S, а оп-

ределяющая температура -- средняя

между поверхностями:

50теплоотдача при вынужд течении жид в трубах и каналах произвол формы

Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 743; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 789 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!