Определение термического сопротивления изоляции

Министерство высшего образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет

имени Т. Ф. Горбачева»

Кафедра теплоэнергетики

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

Лабораторная работа

Выполнил: ст. гр. ТЭбз-141

Жерехов В.А. _______________

Проверил:

Шевырёв С.А. _______________

Кемерово 2018 г.

        Цель работы: изучение термического сопротивления изоляции трубопроводов.

        Задачи исследования:

        1. Определение зависимости линейного термического сопротивления от толщины и материала изоляции.

        2. Подбор толщины и материала изоляции при заданном значении теплопотерь по длине трубопровода.

        3. Определение критического диаметра изоляции.

        4. Зависимость теплопотерь трубопровода от скорости теплоносителя и диаметра трубы.

        Ход работы:

        В качестве лабораторной установки используется компьютерная модель трубопровода. В ходе работы студенты задают размеры трубопровода, толщину и материал изоляции, параметры теплоносителя: расход и начальную температуру, выбирают климатические условия: температуру и скорость ветра; измеряют параметры, определяющие теплопередачу через многослойную цилиндрическую стенку. По полученным данным рассчитываются термическое сопротивление изоляции, потери тепла в трубопроводе, экономическая толщина изоляции. На основании анализа полученных результатов делаются выводы по работе.

        На основании проведенных исследований рассчитывают:

        1. Массовый расход теплоносителя G, его среднюю скорость движения w, критерии Re, Pr. Теплофизические свойства теплоносителя, материалов трубы и изоляции найти по справочникам [2–3] и приложению при определяющей температуре.

        2. В зависимости от режима движения теплоносителя в трубе (значения критерия Re) рассчитать критерий Nu и коэффициент теплоотдачи αвн. Рассчитать коэффициент теплоотдачи αнар. Далее определить максимальное располагаемое количество тепла на входе в трубопровод Qmax, потери тепла в трубопроводе QR и QТ и долю потерь:

[pic 1].

        3. Полученные данные занести в таблицу.

Результат расчета

1. По условию лабораторной работы заданы данные, которые занесены в журнал наблюдений. Свойства теплоносителя и материалов определены согласно справочных данных и занесены в таблицу – свойства теплоносителя и материалов.

2. Массовый расход теплоносителя G определяем по формуле:

[pic 2]

        3. Среднюю скорость теплоносителя определяем по формуле:

[pic 3]

где G – массовый расход теплоносителя, кг/с;

       dвн – внутренний диаметр трубопровода, м;

       p – плотность теплоносителя при заданной температуре, кг/м3.

       dвн = 0,108 – 4,5*2 = 0,099 м.

        4. Определяем критерий Рейнольдса по формуле:

[pic 4]

где μ – коэффициент кинематической вязкости теплоносителя, Па*с.

        5. Коэффициент Прандтля является справочной величиной.

        6.  Так как критерий Re•2300, то течение в трубопроводе ламинарное.

При ламинарном течении (Re•2300) при отсутствии свободной конвекции:[pic 5]

        В переходной области (2300•Re•10000) для практических расчетов рекомендуется пользоваться приближенным уравнением: