Тепломассообмен. Задача тепломассообмен. Волгодонский инженернотехнический институт
 Скачать 24.14 Kb.
|
ФАКУЛЬТЕТ АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА И МАШИНОСТРОЕНИЕ КАФЕДРА АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА И МАШИНОСТРОЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 13.01.03 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОТЕХНИКА ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ Вариант 18 ПО ДИСЦИПЛИНЕ ТЕПЛОМАССООБМЕН ЗАДАНИЕ ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ _СУХИНИНА ЕКАТЕРИНА ТЭ-21-Д фамилия, имя, отчество, группа, подпись ЗАДАНИЕ ПРИНЯЛ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ Азбекова Ю.А . фамилия, имя, отчество, ученая степень, ученое звание, должность Задание принято с оценкой____________________ ____________ оценка балл ___________ ____ дата подпись Волгодонск 2023___ Условие задачи Для паропровода диаметром d1/d2 и длиной L, проходящего в закрытом помещении с температурой окружающей среды tж, требуется рассчитать изоляцию. Пар подается со следующими параметрами: на входе давление и температура пара соответственно равны Р1, tп1; на выходе – Рп2, tп2. Скорость протекания пара равна w. Трубопровод сварной, фланцевые соединения отсутствуют. Имеются две задвижки. В течение года паропровод эксплуатируется T часов. Стоимость 1 ГДж теплоты составляет 200 руб. Найти годовую экономию от применения изоляции. При решении задачи требуется выбрать материал изоляции, при выборе материала изоляции использовать Приложение Б нормативного документа СП 61.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиПт41-03-2003). При расчете коэффициента теплопроводности материала изоляции использовать среднюю температуру слоя изоляции. Температура поверхности изоляции не должна превышать 26 °C. Материал трубопровода – сталь Ст. 45, коэффициент теплопроводности принять равным 40 Вт/(м·°C). Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке принять α1=100 Вт/(м2·°C), от материала изоляции к воздуху – α2=10 Вт/(м2·°C), от стенки к воздуху – α3=20 Вт/(м2·°C). Дано: d1/d2 = 0,150/0,163 мм L = 310 м tж = 14 °С Рп1 = 1,4 МПа tп1 = 340 °С Рп2 = 1,2 МПа tп2 = 310 °С w = 20 м/сек T = 6000 час λ = 40 Вт/м*°С α1=100 Вт/м2*°C α2=10 Вт/м2*°C α3=20 Вт/м2*°C Решение: Допустимые тепловые потери определяются исходя из заданного падения температуры пара. Часовой расход пара определяется следующей зависимостью  где ρ=5,083 кг/м3 – плотность пара при давлении Р=1,4 МПа. По таблицам водяного пара: при Рп1 = 1,4 МПа и tп1 = 340 °С находим теплосодержание пара h1 = 3128,0 кДж/кг; при Рп2 = 1,2 МПа и tп2 = 310 °С теплосодержание пара h2 = 3067,7 кДж/кг. Допустимые потери тепла на всей длине паропровода:  Потеря теплоты одним вентилем или задвижкой эквивалентна потере теплоты трубопроводом длиной l = 310 м. Таким образом, для учета потерь теплоты двумя задвижками необходимо к заданной длине паропровода добавить 12 м. Допустимые потери теплоты с 1 погонного метра длины паропровода составят:  Рассчитаем температуру на внутренней поверхности стенки:    определим каксреднюю температуру пара в трубопроводе Тогда:  Рассчитаем температуру на внешней поверхности стенки трубопровода:  Тогда:   Примем, что контакт между поверхностью трубопровода и изоляции идеальный, из чего следует, что:  По условию температура поверхности изоляции не должна превышать  Найдем среднюю температуру изоляции для дальнейшего расчета: В качестве изоляции возьмет мастичный совелит, для которого коэффициент теплопроводности задан формулой:   Количество переданной теплоты  при заданных температурах стенки трубопровода равно:  Тогда     Проверяем температуру внешнего слоя изоляции    Потери теплоты неизолированного паропровода   Потери теплоты изолированного паропровода составляют  . Тогда экономия теплоты составит   Для всей длины паропровода экономия теплоты равна  Годовая прибыль от экономии за счет изоляции теплопровода   |