Потери теплоты аппаратом после нанесения теплоизоляции

Толщина слоя изоляции δ _из, которая обеспечит минимальные потери теплоты и температуру на внешней поверхности не выше 35 С, определяется из выражения для коэффициента теплопередачи от горячей среды через двухслойную стенку (наружная труба + слой изоляции, рис.6) к воздуху цеха

, Вт/(м² °С)

откуда

, м

где α ₁ - коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенкам канала кольцевого сечения, Вт/(м² °С);

α ₃ - коэффициент теплоотдачи от поверхности теплоизоляции к воздуху цеха, Вт/(м² °С);

δ _ст – толщина стенки наружной трубы (или корпуса) аппарата, м;

λ _ст – коэффициент теплопроводности наружной трубы, Вт/(м °С);

λ _из – коэффициент теплопроводность материала изоляции, Вт/(м °С);

Решение находят методом последовательных приближений. Вначале (по таблице П-5 приложения) выбирают материал теплоизоляции и его коэффициент теплопроводности λ _из. В качестве первого приближения задаются толщиной слоя изоляции, например, δ _из =0, 020 м и рассчитывают наружный диаметр заизолированной трубы D_из=D_нар+2 δ _из.

Затем по уравнению вычисляют коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху α ₃. Если температуры поверхности изоляции и воздуха принять соответственно 35 С и 20 С, то можно воспользоваться вычисленным ранее значением α ₃.

Из системы уравнений

имеем

где – средний температурный напор между температурой теплоносителя внутри кольцевого зазора (между наружной и внутренней трубами) и температурой воздуха в цехе t_возд, °С;

– для подогревателей;

– для холодильников;

t^н и t^к – соответственно температуры теплоносителя в начале и в конце кольцевого зазора, °С.

После подстановки значений α ₁, α ₃, λ _ст, λ _из, k в уравнение (46) рассчитывают величину δ _из и сравнивают её с первоначально принятой толщиной изоляции (0, 020 м). При расхождении - более 5 % принимают новое значение толщины изоляции и расчет повторяют.

Допускаемые потери теплоты при наличии изоляции составят:

, Вт

где - температура наружной поверхности слоя изоляции, °С ( =35°С);

F_из – площадь наружной поверхности изоляционного слоя, м.