Реферат: Определение тепловых потерь теплоизолированного трубопровода - Refy.ru - Сайт рефератов, докладов, сочинений, дипломных и курсовых работ

Определение тепловых потерь теплоизолированного трубопровода

Рефераты по физике » 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:

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

определить линейный коэффициент теплопередачи от воды к воздуху, Вт/(мК)

потери теплоты с 1 м. трубопровода , Вт/м

определить температуру наружной поверхности стального трубопровода ,°С

провести анализ пригодности изоляции.


При решении задачи принять следующие предложения:

течение воды в трубопроводе является термически стабилизированным

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

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/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.