РГР Теплопередача

Расчётно-графическая работа № 1. Теплопередача.

Условия задания:

По горизонтальному стальному трубопроводу, внутренний и наружный диаметры которого D1 и D2 соответственно, движется вода со скоростью ωж1. Средняя температура воды tж1. Трубопровод изолирован асбестом и охлаждается посредством естественной конвекции сухим воздухом с температурой tж2.

Требуется:

1. определить наружный диаметр изоляции, при котором на внешней поверхности изоляции устанавливается температура tст.3;

2. определить линейный коэффициент теплопередачи от воды к воздуху Kl, Вт/(м×К);

3. определить потери теплоты с одного погонного метра трубопровода ql, Вт/м;

4. рассчитать температуру наружной поверхности стального трубопровода tст.2;

5. определить целесообразность применения в рассматриваемом случае асбеста для тепловой изоляции (ответить на вопрос: приводит ли асбестовая изоляция к уменьшению теплового потока с поверхности трубопровода ?).

При решении задачи принять следующие упрощающие предположения:

1. течение воды в трубопроводе является термически стабилизированные, т.е. температура воды не изменяется по длине трубы;

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

3. теплопроводность стали λ1=50 Вт/(м×К) и асбеста λ2=0,106 Вт/(м×К) не зависят от температуры.

Наружный диаметр изоляции должен быть рассчитан с такой точностью, чтобы температура на наружной поверхности изоляции отличалась от заданной не более, чем на 0,1 К.

Исходные данные

D1=30 мм

D2=37 мм

ωж1=0,055 м/с

tж1=180 ºС

tж2=24 ºС

tст3=48 ºС

Содержание

1. Условия задания

2. Исходные данные

3. Решение