![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Критический диаметр тепловой изоляции
Тепловой изоляцией является покрытие из теплоизоляционного материала, которое способствует снижению потерь в окружающую среду. Пусть труба покрыта слоем тепловой изоляции (рис. 2.7, а).
Теплопотери (Q, Вт ) через теплоизолированную стенку трубы можно представить формулой
где
Графическая зависимость R=f(dиз) представлена на рис. 2.7, б, откуда следует, что термическое сопротивление изоляции с увеличением диаметра изоляции может уменьшаться до минимального значения, а затем увеличиваться. Так как теплопотери (Q) обратно пропорциональны термическому сопротивлению (R) согласно (2.36), то зависимость Q=f(dиз) является зеркальным отображением кривой R=f(dиз). Значение dиз, соответствующее минимуму кривой R=f(dиз), называется критическим диаметром dкр и может быть определено из условия минимума функции
Совместное решение (2.38) и (2.37) дает откуда
Критическому диаметру изоляции соответствует минимальное термическое сопротивление и максимальный тепловой поток. Анализ уравнения (2.37) показывает: а) при наложении тепловой изоляции толщиной δ из на трубу с d2< dкр (рис. 2.7, б) термическое сопротивление уменьшается, теплопотери увеличиваются, т.к. увеличивается площадь теплоотдающей поверхности изоляции б) если d2> dкр, термическое сопротивление увеличивается, теплопотери уменьшаются, тепловая изоляция оправдывает свое назначение, т.к. третье слагаемое в уравнении (2.37) становится существенно больше, чем четвертое. Таким образом, тепловая изоляция уменьшает теплопотери, если откуда
Правильно подобранный теплоизоляционный материал должен удовлетворять условию (2.40).
Контрольные вопросы и задания 1. Как изменяется термическое сопротивление плоской стенки: а) с увеличением толщины стенки (δ); б) с увеличением коэффициента теплопроводности (λ)? Сравните термическое сопротивление пластин одинаковой толщины из текстолита и стали. 2. Как рассчитать передаваемую теплоту через плоскую стенку за одни сутки, если известны температуры на поверхностях стенки (t1 и t2), толщина стенки (δ), коэффициент теплопроводности (λ), площадь изотермической поверхности (F)? 3. Рассчитайте эффективный коэффициент теплопроводности (λ эф) для конденсатора, набранного из 7 дюралевых листов толщиной δ 1 =1, 5мм с теплопроводностью λ 1 =174 Вт/м· К, между которыми находится пропиточная бумага с толщиной слоев δ 2 =3мм, λ 2 =0, 116 Вт/м· К. Ответ: λ эф =0, 184 Вт/м· К. 4. Тепловой поток, передаваемый теплопроводностью через цилиндрическую или плоскую стенку, рассчитывается по формуле 5. Температура внутренней поверхности цементной трубы t1 =50oC, наружной – t2 =-20oC. Запишите уравнение, по которому можно рассчитать радиус изотермической поверхности с температурой t =0оС. 6. Что можно сказать о температурах среды (tж) и поверхности стенки (tс) при условии 7. Запишите формулу для коэффициента теплопередачи многослойной плоской стенки. 8. Запишите термическое сопротивление теплопроводности и термическое сопротивление теплоотдачи цилиндрической стенки. Какие перепады температур они определяют? 9. Наложение электроизоляции на кабели и провода с d2< dкр улучшает их охлаждение, снижает температуру. При каком диаметре изоляции охлаждение будет максимальным, а температура минимальной? Какому условию по λ из должен удовлетворять правильно подобранный электроизоляционный материал?
|