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	,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: