продукт
Главная >> Применение >> Типовые примеры >>
Отвод трубопровода
изоляция трубопровода, трубопроводы тепловые потери, потери тепловой энергии теплосетей
Тип задачи
3D задача стационарной теплопередачи с граничными условиями конвекции.
Геометрия
Дано
Теплопроводность стали λ = 40 Вт/K-м,
Теплопроводность изоляции λ = 0.1 Вт/K-м,
Температура воды Tводы = 90 °C;
Температура воздуха T0 = -15 °C, коэффициент конвекции α = 20 Вт/K·м²;
Задача:
Рассчитать распределение температуры в месте неизолированного ответвления от магистрального трубопровода и определить теплопотери.
Решение
Теплопотери найдем, как разницу потерь между трубой с отводом и трубой без отвода. Модель обладаем симметрией и для ускорения счета можно смоделировать только 1/4 от полной модели. При этом, полученный результат потерь следует умножить на 4, для получения полной мощности потерь.
Результаты:
Потери через изолированную трубу, посчитанные по аналитической формуле:
q = (90-(-15)) / (ln(0.105/0.1) / 2π*40 + ln(0.155/0.105) / 2π*0.1 + 1/2π*0.155*20) = 156 Вт/м.
Для отрезка трубы длиной L=0.8 м суммарные потери составляют q * L = 156 * 0.8 = 125 Вт.
Картинка распределения температуры возле неизолированного отвода трубы. Суммарный тепловой поток составляет Q = 34.7 Вт.
Так как модель включает лишь четверть от полной трубы, то результат потерь для целой трубы составит 34.7 * 4 = 139 Вт.
Таким образом, неизолированный отвод привносит дополнительные потери в размере 139-125 = 14 Вт.
