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

>> >> >>

Паропровод

По стальному изолированному трубопроводу идет пар. Исходя из допустимых тепловых потерь определить необходимую толщину изоляции.

Тип задачи:
Плоско-параллельная задача стационарной теплопередачи.

Геометрия:

r1 = 60 мм, r2 = 80 мм, r3 = ?

Дано:
Коэффициент теплопроводности стали λсталь = 42  Вт/(м·K);
Коэффициент теплопроводности асбеста λасбест = 0.8  Вт/(м·K);
Температура пара Tпар = 150°C,
Температура окружающего воздуха Tвозд = 20°C,
Коэффициент конвекции с наружной поверхности трубы αвозд = 30 Вт/К·м2,
Коэффициент конвекции на внутренней поверхности трубы αпар = 100 Вт/К·м2,
Допустимая плотность теплового потока F = 2.1 кВт/м2.

Задание:
Определить минимальную толщину внешней стенки трубки (r3-r2) при условии, что средняя мощность теплового потока не превышает допустимую.

Решение:
Для решения достаточно взять небольшую часть трубопровода. По условиям задачи тепловой поток измеряется на поверхности стальной трубы. Глубина модели (Lz) подобрана так, что площадь измерительной поверхности составляет 1 м2 (т.е. Lz = 1/(2π·r2) = 2.122 м). В этом случае плотность теплового потока и поток численно равны друг другу.
Процесс поиска оптимальной толщины асбестовой изоляции автоматизирован с помощью надстройки LabelMover, которая создает и решает серию задач с разными значениями r3, приближаясь к значению потока 2.1 кВт.

Результат:

 

r3,мм

F, Вт/м2

ELCUT

104.3

2102

Теория*

105

2100

Погрешность

0.7%

0.1%

*Rajput R.K.(2010). Engineering Thermodynamics, Third Edition. Sudbury, MA:Jones and Bartlett Publishers, стр. 813. Пример 15.11.

Загрузить файлы задачи steam_pipe_r.zip.

View movie Скачать видео (в формате AVI).

Сертификаты ELCUT по ГОСТ, СП, ИСО, СанПиН


Карта сайта