 |
Теплоизоляция технологического
|
|
|
|
ОБОРУДОВАНИЯ
5.1 Методические указания
Количество тепла q, Вт/м2, отдаваемое единицей поверхности тела в единицу времени в окружающую среду:
| (5.1) |
где a - суммарный коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к воздуху, Вт/м2×0С;
tиз - температура на наружной поверхности изоляции, 0С;
tв - температура воздуха в помещении, 0С.
 ,
| (5.2) |
где aк - коэффициент теплоотдачи от изолируемой стенки к воздуху, Вт/м2×0С;
aл - коэффициент теплоотдачи от изолируемой стенки к воздуху путем лучеиспускания, Вт/м2×0С.
| (5.3) |
где e - степень черноты тела, для стали равна 0,6; чугуна - 0,95; меди - 0,023; кирпича красного - 0,93; алюминия - 0,04; латуни - 0,6;
Твн - температура внутри аппарата, 0К;
Тв - температура воздуха в помещении, 0К.
| (5.4) |
где Nu - критерий Нуссельта;
l - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м×0С (приложение Ш);
l - характерный размер тела, м; для цилиндра - диаметр; вертикального параллелепипеда - высота; горизонтального параллелепипеда - ширина.
В свою очередь:
| (5.5) |
где С и n - эмпирические коэффициенты. Их значения приведены в приложении Щ;
Gr - критерий Грасгофа.
| (5.6) |
где b - коэффициент объемного расширения, 0С;
| (5.7) |
g - ускорение свободного падения, м/с2; g=9,81;
n - коэффициент кинематической вязкости (приложение Ш);
Pr - критерий Прандтля (приложение Ш).
Выражение для определения толщины теплоизоляции dиз, м, имеет вид:
| (5.8) |
где dст, lст - толщина, м, и коэффициент теплопроводности стенки, Вт/м × 0С (приложение Э);
dиз, lиз - толщина, м, и коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/м × 0С (приложение Э);
К - коэффициент теплопередачи стенки, Вт/м2 × 0С, который можно определить из выражения
|
|
|
 .
| (5.9) |
Температура внутренней поверхности аппарата может быть рассчитана по формуле
| (5.10) |
где a1 - коэффициент теплоотдачи на внутренней стороне аппарата, Вт/м2 × 0С;
tвн - температура внутри аппарата, 0С.
Температура наружной поверхности аппарата определяется из выражения
| (5.11) |
где a2 - коэффициент теплоотдачи на наружной стороне аппарата.
5.2 Условия задач
ЗАДАЧА 17. Рассчитать толщину теплоизоляции для цилиндрического аппарата диаметром d, м,, изготовленного из металла М толщина стенки аппарата dст. Температура среды в аппарате tвн; температура воздуха в помещении tв. В качестве изоляции используется изоляционный материал Миз.
| Параметры | Варианты исходных данных | ||||
| d, м | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 1,8 | 0,8 |
| M | Сталь | Латунь | Чугун | Алюминий | Сталь |
| dст, мм | |||||
| tвн, 0С | |||||
| tв, 0С | |||||
| Mиз | Войлок шерстяной | Асбест | Кирпич | Асбест | Картон |
ЗАДАЧА 18. Определить температуру на поверхности аппарата при условии, что аппарат площадью F,м2, выделяет Q, Вт, тепла. Аппарат теплоизолирован материалом Миз, толщиной dиз. Температура внутри аппарата tвн, температура воздуха в помещении tв. Коэффициент теплоотдачи на поверхности печи, омываемой горячими газами a1=20 Вт/м2×0С.
| Параметры | Варианты исходных данных | ||||
| F, м2 | |||||
| Q, Вт | |||||
| Mиз | Кирпич изоляционный | Пробка | Штукатурка | Гипс | Стекловата |
| dиз, мм | |||||
| tвн, 0С | |||||
| tв, 0С |
ЗАДАЧА 19. Определить количество тепла, поступающего в окружающую среду в единицу времени от котла, покрытого теплоизоляционным материалом Миз, толщиной d (мм). Температура на неизолированной поверхности котла tn. Коэффициент теплоотдачи на поверхности котла, омываемой наружным воздухом a1= 8 Вт/м2× 0С. Теплоотдача на внутренней поверхности a2= 20 Вт/м2×0С.
|
|
|
| Параметры | Варианты исходных данных | ||||
| Миз | Войлок | Асбест листовой | Кирпич изоляционный | Картон | Стеклово-локно |
| lиз, Вт/м×0С | 0,05 | 0,12 | 0,14 | 0,06 | 0,04 |
| tn, 0С | |||||
| d, мм | |||||
| tв |
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6.
|
|
|
