22 Теплопроводность

22.162 Стальной трубопровод диаметром d₁/d₂ = 150/160 мм с коэффициентом теплопроводности λ₁ = 50 Вт /(м·K) покрыт изоляцией в два слоя одинаковой толщины δ₂ = δ₃ = 60 мм. Температура внутренней поверхности трубы T_w1 = 250ºC и наружной поверхности изоляции T_w2 = 50ºC. Определить потери теплоты через изоляцию с 1 м трубопровода и температуру на границе соприкосновения слоёв изоляции, если первый слой изоляции, накладываемый на поверхность трубы, выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности λ₂ = 0,06 Вт /(м·K), а второй слой – из материала с коэффициентом теплопроводности λ₃ = 0,12 Вт /(м·K).

Ответ: q_l = 32,5 Вт/м, Т_2-3 = 98,3 ºС.

Задачник: Бухмиров В.В. Теоретические основы теплотехники ИГЭУ 2013.pdf

22.163 Определить линейное термическое сопротивление теплопроводности R_l и толщину стенки δ стальной трубы, внутренний диаметр которой d₁ = 8,5 мм, если при разности температур её поверхностей ΔТ = 0,02ºС с участка трубопровода длинной l = 100 м в окружающую среду в течение часа теряется теплота Q_τ = 4,45 МДж. Режим теплообмена стационарный. Коэффициент теплопроводности материала трубы λ = 16 Вт/(м·К).

Ответ: Rl = 5,081·10^-3 м·К/Вт, δ = 1,5 мм.

Задачник: Бухмиров В.В. Теоретические основы теплотехники ИГЭУ 2013.pdf

22.164 Паропровод диаметром d₂/d₁ = 170/160 мм покрыт двухслойной изоляцией. Толщина первого слоя δ₂ мм и второго δ₃ мм. Коэффициенты теплопроводности трубы и изоляции соответственно равны: λ₁ = 50; λ₂ = 0,15 и
λ₃ = 0,1 Вт/(м∙K). Температура внутренней поверхности паропровода t₁ °С и внешней поверхности изоляции t₄ = 50 °С. Определить тепловые потери с 1 м длины паропровода и температуры t₂ и t₃ на стыке отдельных слоев. Температурное поле представить графически.

22.165 Как изменятся тепловые потери с 1 м трубопровода (см. задачу 4), если слои изоляции поменять местами, т.е. слой с большим коэффициентом теплопроводности наложить непосредственно на поверхность трубы? Все другие условия оставить без изменений.

Задача 4

Стальной трубопровод диаметром d₁/d₂ = 150/160 мм с коэффициентом теплопроводности λ₁ = 50 Вт /(м·K) покрыт изоляцией в два слоя одинаковой толщины δ₂ = δ₃ = 60 мм. Температура внутренней поверхности трубы T_w1 = 250ºC и наружной поверхности изоляции T_w2 = 50ºC. Определить потери теплоты через изоляцию с 1 м трубопровода и температуру на границе соприкосновения слоёв изоляции, если первый слой изоляции, накладываемый на поверхность трубы, выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности λ₂ = 0,06 Вт /(м·K), а второй слой – из материала с коэффициентом теплопроводности λ₃ = 0,12 Вт /(м·K).

Ответ: q_l = 37,7 Вт/м; Т_2-3 = 162,1ºС.

Задачник: Бухмиров В.В. Теоретические основы теплотехники ИГЭУ 2013.pdf

22.166 Стальная труба, отношение диаметров которой d₁/d₂=200/220 мм и теплопроводность λ₁=50 Вт/(м·К), покрыта двухслойной изоляцией (см. рисунок). Толщина первого слоя δ₂=50 мм с λ₂=0,2 Вт/(м·К) и второго δ₃=80 мм с λ₃=0,1 Вт/(м·К). Плотность теплового потока через стенку на единицу длины трубы q_l=230 Вт/м. Определите полный температурный напор t₁-t₄.

Методические указания.pdf

ВУЗ: САФУ

22.167 Определите температурный напор Δt на поверхностях стенки толщиной δ=50 мм и численное значение градиента температуры |gradt| в стенке, изображенной на рисунке, если она выполнена из латуни λ=0,7 Вт/(м·К). Плотность теплового потока через плоскую стенку q=70 Вт/м².

Методические указания.pdf

ВУЗ: САФУ

22.168 Определите значение коэффициента теплопроводности λ материала однородной цилиндрической трубы диаметрами d₁/d₂=12/36 мм, изображенной на рисунке, если на поверхностях трубы поддерживаются температуры t₁=100⁰C и t₂=90 ⁰C, плотность теплового потока через стенку на единицу длины трубы q_l=200 Вт/м.

Методические указания.pdf

ВУЗ: САФУ

22.169 Определить плотность теплового потока q, проходящего через стенку котла, изображенной на рисунке, если толщина ее δ₁=50 мм, коэффициент теплопроводности материала λ₁=35 Вт/(м·К) и с внутренней стороны стенка покрыта слоем котельной накипи толщиной δ₂=3 мм с коэффициент теплопроводности λ₂=1,0 Вт/(м·К). Температура наружной поверхности t₁=150 ⁰C, а внутренней t₃=100 ⁰C.

Методические указания.pdf

ВУЗ: САФУ

22.170 Стены сушильной камеры выполнены из слоя красного кирпича толщиной δ₁=250 мм и слоя строительного войлока. Температура на внутренней поверхности кирпичного слоя T_w1=130 ºC, а на внешней поверхности войлочного слоя T_w2=40 ºC. Коэффициент теплопроводности красного кирпича 0,7 Вт/(м·К) и строительного войлока 0,0465 Вт/(м·К). Вычислить температуру в плоскости соприкосновения слоев Т_1-2 и толщину войлочного слоя при условии, что тепловые потери через 1 м² стенки камеры равны q=130 Вт/м².

Задачник: Бухмиров В.В. Теоретические основы теплотехники ИГЭУ 2013.pdf