Тепловая изоляция. Критический диаметр тепловой изоляции
Тепловой изоляциейназывают всякое покрытие горячей поверхности, которое способствует снижению потерь теплоты в окружающую среду. Для тепловой изоляции могут быть использованы любые материалы с низким коэффициентом теплопроводности - асбест, пробка, слюда, шлаковая или стеклянная вата, вспененные и вакуумно-многослойные материалы. Анализ формулы полного линейного термического сопротивления теплопередачи цилиндрической стенки показывает, что тепловые потери изолированных трубопроводов уменьшаются не пропорционально увеличению толщины изоляции. Рассмотрим условие, при котором материал, используемый для теплоизоляции трубы, действительно будет уменьшать тепловые потери. Пусть цилиндрическая труба покрыта однослойной изоляцией. Примем значения a1, a2, d1, d2, λ1, λ2, t1и t2постоянными. Рассмотрим, как будет изменяться полное термическое сопротивление трубы при изменении толщины изоляции. В уравнении полного термического сопротивления двухслойной цилиндрической стенки: при увеличении внешнего диаметра изоляции d3 увеличивается сопротивление слоя изоляции (член ), но одновременно уменьшается сопротивление теплоотдачи на наружной поверхности изоляции (член ). Беря первую производную от правой части уравнения по d3 и приравнивая ее нулю, получаем: . Тогда критический диаметр изоляции, отвечающий экстремальной точке кривой R = f(d3), определится формулой: . (7-19) Из уравнения следует, что критический диаметр dкp изоляции не зависит от размеров трубопровода.Он будет тем меньше, чем меньше коэффициент теплопроводности изоляции и чем больше коэффициент теплоотдачи a2от наружной поверхности изоляции к окружающей среде. Вторая производная от Ruбольше нуля. Следовательно, критический диаметр соответствует минимуму теплового сопротивления и максимуму теплового потока (рис. 7-3). Анализ уравнения (7-19) показывает, что если наружный диаметр изоляции dизувеличивается, но остается меньше dкp,то тепловые потери возрастают и будут превышать тепловые потери голого трубопровода (кривая АК). При равенстве dиз= dкpполучаются максимальные тепловые потери в окружающую среду (точка К). При дальнейшем увеличении наружного диаметра изоляции dиз> dкpтепловые потери будут меньше, чем при dиз= dкp(кривая ВК). Только при dиз = d3тепловые потери вновь станут такими же, как и для неизолированного трубопровода. Значит, для эффективной работы изоляции необходимо, чтобы критический диаметр был меньше внешнего диаметра оголенного трубопровода, чтобы dкp≤ d2 (см. рис. 7-3). Таким образом, чтобы применение изоляции действительно привело бы к уменьшению тепловых потерь цилиндрической стенки при данном наружном диаметре трубы d2 и заданном коэффициенте теплоотдачи a2 необходимо выполнение условия: . Например, для изоляции трубопровода диаметром 30 мм имеется шлаковая вата с коэффициентом теплопроводности λиз = 0,1 Вт/м∙град;коэффициент теплоотдачи a2 = 4,0 Вт/м2 град.Целесообразно ли применять в данном случае в качестве изоляции шлаковую вату? Критический диаметр изоляции: = 0.05 м= 50 мм. Так как dкр > d2, шлаковую вату в рассматриваемом случае применять нецелесообразно. Для нашей задачи коэффициент λиздолжен быть меньше: = 0.06 Вт/м∙град.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1506)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |