КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Приклад
Паропровід діаметром dз= 219 мм прокладений в з/б непрохідному каналі температура пару tт = 200 оС теплова втрата qℓ = 140 ккал/м ·год., глибина закладення каналу в грунті h = 1,2м. Грунт середньої вологості tгр. = 10оС Визначити товщину шару ізоляції з мінераловатних офактурених скорлуп.
Як вже зазначалося вище, застосувати даний наближений метод для визначення теплових втрат стінкою, в середині котрої розташовані металеві деталі, є неможливим. В цьому випадку теплопровідність ізоляції стінки неспівмірна з теплопровідністю металу (для сталі λ в 300 – 1000 разів більше, чим для ізоляційного матеріалу) і визначені по першому і другому способу значення λекв. ср. сильно різниться одне від одного і обидва будуть далекі від істини. Розглянемо найпростіший, але розповсюджений випадок коли в шарі ізоляції заховані металеві ребра прямокутної форми.
Нехтуючи опором металу приймемо що ізотерма поверхні стінки А-А проходить також по граничним поверхням ребра тобто найвіддаленіша від стінки грань, має температуру стінки. Розбиваємо розрахункову ділянку Ѕ на окремі зони, причому розмір в напрямку перпендикулярному площині приймаємо рівним 1м. В середній частині маємо золу І, площа котрої F1 = 1 · в, м2. По обидві сторони розташована зона ІІ, котра характеризується викривленими ізотермами і лініями теплового потоку. За зоною ІІ розташована зона ІІІ, в котрій відсутні вплив ребра і ізотерми приходять паралельно стінці. Для І зони теплопровідність виражається формулою:
К1 = λіз
де і – відстань між ребром і зовнішньою поверхнею ізоляції, м
В зоні ІІ лінія теплового потоку від поверхні ББ до лінії ВВ приймаються розташованими перпендикулярно від ВВ вигинаються по дугам кола, центр котрого знаходиться в найближчому куті ребра.
Теплопровідність цієї зони може бути представлена наступним чином:
dK = λіз ;
де dρ ·1 – площа безкінечно малої ділянки зони;
– її глибина.
Для всієї зони теплопровідність дорівнює:
К2 = 2 ; Нижнього межею інтегрування є ρ = 0. Верхня межа визначається з міркування що тепло пройде по шляху найменшою опору і межа зони ІІ визначиться тим значенням ρ, при котрому довжина шляху від лінії ВВ до ребра виявиться рівною найкоротшій відстані від цієї ж лінії до поверхні ФФ. Такий варіант можливо лише за умови отже верхня межа інтегрування ρmax = Таким чином:
K2 = 2 = ;
Площа зони ІІ:
F2 = 2 1 = ;[м2]
Площа зони ІІІ є різниця площі розрахункової ділянки S і площ F1 і F2
F3 = S – ;[м2]
Теплопровідність зони ІІІ визначиться формулою:
К3 =
Сума величин Кі поділена на загальну площу ділянки S, складе середній коефіцієнт теплопередачі стінки від поверхні АА до ББ, а зворотня величина – середній термічний опір стінки.
Кст = ; [ккал/м2 · год оС]
і
Rcт = ; [м2 · год оС/ккал]
Середній еквівалентний коефіцієнт теплопровідності стінки.
λекв.ср = Кст · δ = (К1 + К2 + К3)
Наведені вище формули можуть бути також розповсюджені на стінку з ребрами у вигляді швелера. В данному випадку величиною в є ширина полиці швелера, паралельна стінці, а загиблення в швелері умовно приймається якби заповненим металом
Приклад:
Необхідно визначити теплову втрату стінкою з ребрами (дивись малюнок). При цьому ширина розрахункової ділянки S = 0,8м, ширина ребра в = 20 мм, висота його h = 160 мм. Загальна товщина ізоляції стінки δ = 800мм. Таким чином величина i = 40 мм. Коефіцієнт теплопровідності ізоляції.
λіз = 0,07 ккал/м · год оС Температура стінки АА складає tт = 200 оС Температура навколишнього повітря tо = 20 оС Висота розрахункової ділянки 1м, Ділянка повторюється в стінці 64 рази. Визначаємо величини К1, К2, і К3
К1= = 0,035 [ккал/год оС]
К2 = · ℓn = 0,142 [ккал/год оС]
К3 = · = 0,202 [ккал/год оС]
Визначаємо:
λекв.ср = (0,035 + 0,143 + 0,202) = 0,095 ккал/м · год оС
Визначаємо теплову втрату з поверхні в 1м2
Q = = 82 ккал/м2 · год
Визначаємо коефіцієнт теплопровідності ізоляції збільшуючи його на 25% з огляду можливого зволоження матеріалу, при цьому приймаючи tn = 70оС
tср = = 135оС
λіз = (0,059 + 0,000165 · 135) 1,25 = 0,101 ккал/ м · год оС
Коефіцієнт теплопровідності грунту приймаємо рівним:
λгр = 1,5 [ккал/ м · год оС]
Визначаємо величину Rℓгр., для чого в даному випадку застосовується формула. Попередню знаходимо еквівалентний діаметр (внутрішній) каналу:
dекв = = 0,65 м
і приведену глибину закладення hn: hn = 1,2 + = 1,25м
Rℓгр. ℓn = 0,106 ℓn 7,57 = 0,214 м · год оС/ ккал
Приймаючи αв = αк.в. = 9 ккал/ м2 · год оС Rℓн = 0,09м · год оС/ ккал
ℓn = 2 · 3,14 · 0,101 =
= 0,635 (1,359 – 0,359) = 0,635
= 1,897
Товщина ізоляції за формулою:
δіз = (1,897 – 1) = 0,098м = 98мм
Приклад:
Визначити теплові втрати трубопроводів, кожний довжиною по 1200м, прокладених в дві нитки в одному непрохідному з/б каналі, температура теплоносія (вода) в І-трубопроводі tтІ = 150 оС у другому tтІІ = 70 оС. Обидва трубопроводи мають одинаковий діаметр dзІ = dзІІ = 273мм, і ізольовані діатомовими обпаленими виробами перший в 2 шари δізІ = 130мм, другий в 1шар δізІІ = 65 мм. В якості покривного шару в обох випадках застосовується азбестоцементна штукатурка товщиною 15мм, глибина закладеного каналу складає h = 2м; його внутрішні габарити – наступні; висота 600мм, ширина 1090мм. Грунт має середню вологість його розрахункова температура tгр. = 10оС. Приймаємо tn. = 60 оС, визначаємо коефіцієнт теплопровідності ізоляції збільшуючи її на 25%, з огляду на можливе зволоження матеріалу:
λізІ = · 1,25 = 0,151 [ккал/ м · год оС]
λізІІ = · 1,25 = 0,141 [ккал/ м · год оС]
Коефіцієнт теплопровідності грунту приймається рівним:
λгр. = 1,5 ккал/ м · год оС
Попередньо визначаємо значення окремих термічних опорів.
RℓізІ = ℓn = 0,708
RℓізІІ = ℓn = 0,437
RℓзІ = = 0,067
RℓзІІ = = 0,088
Знаходимо dекв:
dекв = = = 0,777м
Rℓк.в. = = 0,045
Визначаємо Rℓгр.
Rℓгр.= ℓn = 0,247
Знаходимо tк приймаючи коефіцієнт:
Кп = 1,15
tк = =
= = 58оС
Визначаємо теплові втрати першим трубопроводом
qℓІ = = = 118,5ккал/ м · год
QI = 118,5 · 1200 = 142000 ккал/год
і другим трубопроводом:
qℓІІ = = = 23 ккал/ м · год
QIІ = 23 · 1200 = 27600 ккал/год
Дата добавления: 2015-05-26; Просмотров: 360; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |