И.В. Дворовенко Определение термического сопротивления изоляции

10

Задача 2. Зависимость линейного термического сопротивления от толщины изоляции RL=f(δ из). Зависимость потерь тепла от длины трубопровода для различной толщины изоляции. По графику определить толщину изоляции для допустимого значения теплопотерь. Построить несколько графиков для различных диаметров и материалов изоляции.

Задача 3. Зависимость термического сопротивления от наружного диаметра трубопровода. На графике показать зависимости RC, Rλ и Rα от d2 и суммарную зависимость линейного термического сопротивления от d2. Графически (рис. 2) и по зависимости (12) определить значение dкр. Построить несколько графиков для различных диаметров и материалов изоляции.

С,

СΣ

руб.

Сиз

СQ

δ , мм

δ э

Рис.4. Зависимость затрат от толщины

Задача 4. Зависимость располагаемого количества тепла на выходе из трубопровода от массового расхода Q=f(G) при постоянных δ из и d. Зависимость Q от d при постоянном G и δ из.

Задача 5. Для определения экономической толщины изоляции δ э необходимо рассчитать сумму затрат СΣ на годовые теплопотери и годовые отчисления от стоимости изоляции и найти минимум этой функ-

ции. Уравнение для расчета суммы затрат имеет вид
CΣ = QГ ZТ + 0,2Z из = CQ + Cиз ,	(13)

где QГ - годовые теплопотери, кВт; ZТ - стоимость 1 кВт тепла, руб.;

11

0,2 - коэффициент, учитывающий годовые отчисления от начальной стоимости изоляции и затраты на ее обслуживание;

Zиз - начальная стоимость изоляции, руб.

Ориентировочные данные по стоимости 1 кВт тепла и 1 м3 изоляции приведены в приложении. Для нахождения минимума функции (13) построить графики зависимостей СQ, Сиз и СΣ от δ (рис. 4) и определить экономическую толщину изоляции δ э.

6. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет оформляется на листах бумаги формата А4 в соответствии со стандартами. Отчет должен содержать:

а) титульный лист установленной формы; б) краткое изложение теоретических положений; в) принципиальную схему установки;

г) таблицы “Журнал наблюдений” и “Результаты расчета”; д) графики изменения параметров; е) анализ результатов работы.

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Цель работы.

2.Методика проведения эксперимента.

3.Расчет теплопередачи через многослойную цилиндрическую

стенку.

4.Анализ термических сопротивлений теплопередачи через многослойную цилиндрическую стенку.

5.Движущая сила процесса теплопередачи и способы снижения теплопотерь.

6.От чего зависит закономерность теплоотдачи от теплоносителя

квнутренней поверхности трубы?

7.Что такое определяющая температура, определяющий размер?

8.Что такое критический диаметр цилиндрической стенки? Как уменьшить его значение?

12

8. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1981. - 416 с.

2.Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. пособие для вузов / Под ред. П.Г. Романкова. - 9-е изд., перераб. и доп. - Л.: Хи-

мия. 1981.- 560 с.

3.Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 80 с.

Приложение

Таблица 1

ЖУРНАЛ НАБЛЮДЕНИЙ

Q,%		Потеритепла∆
		поверхностисителя		22			Выходt
C,Температура°	Наружной-Теплоно
					21			Входt
				12			Выходt
					11			Входt
		0
			Воздухаt
Расход теплоносителя
				кг/с
		Ценаделения,
		метра,дел.
	Показаниярота-
			0			w
		,м/с
Скоростьвоздуха,
				из			δ
		,мм
Толщинаизоляции
Материализоляции
Материалтрубы
трубыРазмеры, мм				ДлинаL
							δ
	Толщинастенки
		диаметрD
		Наружный
		№ п/п

10 11 12 13 14 15 16

9

1 2 3 4 5 6 7 8

Продолжение прил.

Таблица 2

2	РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

тепла

Q,%

∆

T,

Потери

кВт

Q

Вт

,

R

Q

теплаQmax,Вт

Максимальноеколичество

(

мК)/Вт

L,

сопротивлениеR

Линейноетермическое

Коэффициент теплоотдачи

К)

2

2

α

,Вт/(м

Теплоноситель-труба

Труба - воздух

К)

2

1,

α

Вт/(м

λ

из,Вт/(мК)

изоляции

риала

Теплопроводностьмате-

,Вт/(мК)

λ

трубы

риала

Теплопроводностьмате-

КритерийRe

w,м/с

носителя

Средняяскоростьтепло-

G,кг/с

сителя

Массовыйрасходтеплоно-

№ п/п

10 11 12 13

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Цена 1 ГДж горячей воды или пара равна 2 руб.

3

Продолжение прил.

	Данные по материалам изоляции			Таблица 3
Материал изоляции	Теплопроводность	Предельная тем-	Плотность		Стоимость,
	λ , Вт/ (м К)	пература t, 0С	ρ , кг/м3		руб/м3
Армоальфоль	0,059+0,00026t	550	100		22
Асбоцемент	0,087+0,00013t	450	400		51
Бетон	1,16	100	2000
Винидур	0,093	60	65		32
Войлок строительный	0,052+0,0002t	100	140		70
Диатомит	0,11+0,00023t	80	500		22
Зола	0,116	90	450
Керамзит	0,232	1000	600
Кирпич красный	0,754	400	1700		7
Минеральная вата	0,06+0,000186t	200	250		18
Ньювель	0,00914+0,00068t	350	370
Опилки древесные	0,081	60	200
Пакля	0,07	200	250
Пенобетон	0,116+0,00023t	400	500		26
Пенопласт	0, 058	100	100
Рубероид	0,151	50	700
Совелит	0,0795+0,000188t	500	420		88
Стекловата	0,039+0,000394t	450	140		70
Туф	0,232	1300	900
Шамот	0,696+0,000638t	1900	1700
Шевелин	0,0464	60	120		25

Составители Игорь Викторович Дворовенко

Ирина Владимировна Павлова

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

Методические указания к лабораторной работе № 1э по курсу “Теплотехника” для студентов специальности 170500 - “Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов” и направления 550900 - “Теплоэнергетика”

Редактор Е.Л. Наркевич

ЛР № 020313, от 23.12.96.

Подписано в печать 23.01.99. Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Уч. - изд. л. 1,0.

Тираж 50 экз. Заказ .

Кузбасский государственный технический университет. 650026, Кемерово, ул. Весенняя , 28.

Типография Кузбасского государственного технического университета. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного 4a.