Новый подход к
моделированию полей
Языковые версии сайта:
Language no-Pyccku Global English Deutsch Espanol Francais Italiano Danmark Ceske Chinese

>> >> >>

Теплопередача в многослойной трубе

Бесконечно длинная многослойная труба обладает температурой Tвнутр внутренней поверхности и Tвнешн внешней поверхности. Определить величину теплового потока через внутреннюю поверхность трубы и рассчитать полный коэффициент теплопередачи системы (ПКТС).

Тип задачи:
Плоско-параллельная и осесимметричная задачи теплопередачи.

Геометрия:

Модель многослойной трубы

Между стальной трубой и изоляцией располагается тонкая оболочка толщиной 3 мм.

Дано:

Tвнутр= 85°C, Tвнешн=4°C;
Теплопроводность стали λ1 = 40 Вт/К·м,
Теплопроводность оболочки λ2 = 0.4 Вт/К·м,
Теплопроводность изоляции λ3 = 0.15 Вт/К·м.

Задача:
Определить величину теплового потока через внутреннюю поверхность трубы и рассчитать полный коэффициент теплопередачи системы (ПКТС).

Решение:
ПКТС трехслойной трубы может быть найден из выражения
λсумм = 2πL / [ 1/λ1·ln(r2/r1) + 1/λ2·ln(r3/r2) + 1/λ3·ln(r4/r3)],
где L - длина трубы.

Для очень длинной трубы передачей тепла в осевой плоскости можно пренебречь, таким образом распределение температуры в любой поперечной плоскости будет одинаковым:

  • В плоско-параллельной задаче все интегральные величины находятся на метр длины трубы.
  • В осесимметричной задаче можно взять небольшой кусок трубы. Для уменьшения размера расчетной модели взят отрезок друбы длиной 0.05 м. ELCUT вычисляет полный поток. Чтобы получить удельный поток в [Вт/м], надо полный поток разделить на длину трубы.

Результат:


Распределение температуры в многослойной трубе:

Температурное поле в трубе

 

ELCUT

Теория

плоская

осесимметричная

Тепловой поток, Вт

178.2

8.89·20 = 177.8

-

Перепад температур, К

81

81

81

ПКТС, Вт/К·м

2.200

2.195

2.211

Download Скачать файлы задачи.

Ссылки
Heat transfer for Engineers - H.Y. Wong Table 2.2 with the heat transfer coefficient set at infinity

Сертификаты ELCUT по ГОСТ, СП, ИСО, СанПиН


Карта сайта