Смолин урфу РГР 2. смолин 2.2. Содержание расчетнографической работы
 Скачать 404.61 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» УралЭНИН Кафедра электротехники РГР 2 Вариант № 242 Выполнил: Студент группы ЭН-390006 Мандрыгин Д.А Проверил : Профессор, д.т.н. Смолин Г.К. Екатеринбург 1522 СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ От протекающей в трубе, изображенной на рис. 1, горячей воды с температурой tвд,°С, через цилиндрическую стенку определенной толщины теплота передается окружающему воздуху с температурой tвх, °С. Используя заданные значения коэффициентов теплоотдачи от воды к внутренней поверхности трубы α1, Вт/(м2·К), и от внешней поверхности трубы к воздуху помещения α2, Вт/(м2·К), требуется: 1.1.1. Подсчитать удельные тепловые потоки q1иq2, Вт/м2, для внутренней и наружной поверхностей трубы, а также тепловой поток qℓ, Вт, проходящий через 1 м длины трубы (по оси) для следующих случаев: а)Гладкаясовершенночистаятрубадиаметромd3итолщинойδ2, м, изготовленная из алюминиевого сплава АД 31 без накипи и тепловой изоляции; б)Труба по пункту а, но со слоем накипи толщиной δ1, м, со стороны воды; в)Труба по пункту б, но со стороны воздуха покрытая слоем тепловой изоляции толщиной δ3, м. 1.1.2. Определить аналитически (рассчитать) температуры внутренней и наружной поверхностей трубы (п. 1.1.1., случаи а, б, в) и температуры между отдельными слоями трубы (п. 1.1.1., случаи б, в). 1.1.3. Построить с соблюдением масштаба график изменения температуры в трехслойной цилиндрической стенке (п. 1.1.1., случай в). В пределах слоя тепловой изоляции линию изменения температуры строить по двум промежуточным точкам. 1.1.4. Повторить расчет теплового потока qℓ, Вт, для трубы по п. 1.1.1., случай в, но увеличив коэффициент теплопроводности изоляции λ3, Вт/(м·К), в10 раз. Результат сравнить со значением qℓ, Вт, полученным для чистой трубы(п. 1.1.1., случай а). По результатам сравнения сделать вывод, используя понятие критического диаметра изоляции.  . ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА Выбор исходных данных студент производит по номеру варианта, который задается преподавателем в виде трехзначного числа. Причем величины, необходимые для расчета, берутся из таблиц 2.1, 2.2 и 2.3 следующим образом: Первая цифра соответствует номеру столбца в табл. 2.1, вторая – в табл. 2.2, третья– в табл. 2.3. Например, задан вариант No 345: согласно первой цифре данные берутся из третьего столбца табл. 2.1, согласно второй цифре – из четвертого столбца табл. 2.2, согласно третьей цифре – из пятого столбца табл. 2.3. Таким образом, студент получает следующие исходные данные: 2.1.Наружный диаметр трубыd3=60 мм. 2.2.Толщина стенки трубы δ2=17,5 мм. 2.3.Температура воды tвд=135 °С. 2.4.Температура воздуха tвх=10 °С. 2.5.Коэффициент теплоотдачи от воды к внутренней поверхности трубы α1=1650, Вт/(м2·К). 2.6.Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности трубы к воздуху α2=11 Вт/(м2·К). 2.7.Толщина слоя накипи δ1=1,1 мм. 2.8.Толщина слоя теплоизоляции δ3=30 мм. 2.11.Коэффициент теплопроводности накипи λ1 = 2 Вт/(м·К) (для всех вариантов). 2.10.Коэффициент теплопроводности металла трубы (алюминиевый сплав АД 31) λ2 = 110 Вт/(м·К) (для всех вариантов). 2.11.Коэффициент теплопроводности теплоизоляции λ3=0,065 Вт/(м·К). 2.12. Внутренний диаметр трубы; d2=d3-2δ2=60-17,5×2=25 мм (0,025 м) 2.13. Внутренний диаметр слоя накипи; d1=d2-2δ1=25-1,1×2=22,8 мм (0,0228 м) 2.14. Наружный диаметр теплоизоляции; d4=d3+2δ3=60+30×2=115 мм (0,115 м) Расчетная часть. Найдем   Найдем тепловые потоки    Находим температуры    Рассмотрим случай Б), когда в трубе появляется слой   Найдем тепловые потоки   Найдем температуры     Рассмотрим случай В), когда к трубе с накипью добавляется слой теплоизоляции:  Найдем тепловые потоки   Найдем температуры       температура стенки в трубе температура стенки на теплоизоляции снаружи температура между слоем накипи и трубой температура между трубой и слоем теплоизоляцииРасчет теплового потока для п.1, случай В), но коэффициент теплопроводности изоляции  увеличен в 10 раз, т.е   Найдем тепловые потоки   Найдем температуры      4.Вывод. При увеличении коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплопроводность увеличилась. Критический диаметр изоляции зависит от коэффициента теплопроводности теплоизоляции и от коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности трубы к воздуху. Для случая, когда мы увеличили λ3 в 10 раз теплопроводность увеличивается. |