КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
ЗАДАНИЕ 3
По стальному трубопроводу (l1=50,2 Вт/м×К), расположенному горизонтально, в неподвижном воздухе с температурой t2, движется М килограммов воды в час. Температура воды на входе в трубу t1¢, длина трубы l, внутренний диаметр трубы dв, наружный трубы dн. Трубопровод покрыт тепловой изоляцией из асбеста (l1= 0,116 Вт/(м×К)). Определить отводимое водой количество теплоты, температуру наружной стенки трубы, внешней поверхности тепловой изоляции и толщину тепловой изоляции, при которой температура воды не понизится более чем на Dt1= 5°C. Данные, необходимые для решения задачи, следует выбрать из таблицы 3.
Таблица 3
Литература: [1], § 27.1-27.3, 29.1-29.2; [2], § 24.2, 24.3, 26.5, 27.2-27.5, 27.10., или [3], стр. 433-435. Контрольные вопросы
1. Каковы различия в изменении теплопотерь при изоляции плоских и цилиндрических стенок? При каком условии изоляция будет работать эффективно? 2. Что характеризует коэффициент теплоотдачи, его размерность и каковы основные факторы, оказывающие влияние на его изменение?
Методические указания
В задаче рассматривается теплообмен при свободной и вынужденной конвекции в горизонтально и вертикально расположенных трубах. Режим движения жидкости при вынужденной конвекции определяется по числу Рейнольдса (Re), при свободном движении – по произведению чисел Грасгофа и Прандтля (Gr×Pr). Количество теплоты, отданное водой массой М в секунду, определяется по перепаду температуры воды, при этом изобарная теплоемкость для воды определяется из П. «Б» или из таблицы II учебника [7] по средней температуреводы, которая определяется по формуле: , (2) где . При определении температуры наружной трубы необходимо задаться температурой внутренней стенки, близкой к температуре воды, и методом последовательных приближений найти ее истинное значение. Следует отметить, что при определении температур стенки трубы и изоляции тепловой поток учитывают на 1 м длины трубы, т.е. По определяющей температуре (средней температуре воды и средней температуре воздуха и внешней поверхности трубы) из таблиц физических свойств теплоносителей определяют физические константы для воды (П. «Б») и для воздуха (П. «В») и по ним вычисляют критерии подобия Re, Gr, Pr. В заключение необходимо выполнить проверку правильности выбора наружного диаметра изоляции, которым задаются при определении температуры внешней поверхности тепловой изоляции.
|