Теоретические основы теплотехники. Ляшков В.И. - 65 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В противном случае уменьшения теплопотерь тоже можно добиться существенным увеличением толщины изоляции,
однако при этом большая часть слоя изоляции будет лежать, не принося пользы.
В последние годы в связи с динамичными изменениями цены тепла и материалов возрастает роль технико-
экономических расчетов тепловой изоляции. Понятно, что с увеличением толщины изоляции тепловые потери (их стоимость
S
т
в рублях за весь период эксплуатации) уменьшаются, а стоимость материала изоляции S
м
увеличивается. Рис. 2.18
иллюстрирует эти изменения. Поскольку слагаемые имеют противоположный характер изменения, то суммирующая кривая
будет иметь минимум. Толщина слоя тепловой изоляции, соответствующая минимальной суммарной стоимости
S,
называется оптимальной толщиной δ
опт
. В любом другом случае мы будем проигрывать либо за счет тепловых потерь, либо
за счет увеличения стоимости материала изоляции.
При расчетах многослойной изоляции можно ставить и решать вопрос об оптимальном сочетании толщин каждого
слоя, поскольку эффективность и стоимость различных материалов различны. Доказано, например, что тот материал, у
которого λ
из
меньше, следует располагать на горячей стороне стенки, там он работает более эффективно. Более подробно
вопросы расчета оптимальной тепловой изоляции рассмотрены в монографии [17]
.
2.2.10 Теплопередача через ребристую стенку
тобы увеличить передаваемый тепловой поток прибегают к увеличению теплоотдающей поверхности путем оребрения
с той стороны, где интенсивность теплоотдачи ниже. Обычно устраиваются прямоугольные, треугольные или
трапециевидные ребра. Они изготовляются или непосредственно на стенке (литьем, механической обработкой), или
делаются отдельно из более дешевого и теплопроводного материала и плотно
прикрепляются к стенке. Одна из конструкций ребристой стенки показана на рис. 2.19.
Наличие ребер заметно изменяет общую картину теплопередачи, несколько повышая
величину α
2
. Участки ребра у основания имеют более высокую температуру t
c2
, чем
температура
с2
t
′
у вершины. Поэтому тепловой поток Q
ор
, отдаваемый ребристой стороной
в действительности, всегда несколько меньше, чем поток
Q
T
, который отдавался бы в
идеальном случае, при
.
c2c2
tt =
′
Величину
η
э
= Q
ор
/Q
т
называют коэффициентом эффективности оребрения. В справочной литературе [15] можно
найти формулы, позволяющие рассчитать величину этого коэффициента для наиболее
распространенных форм ребер.
Отношение
k
ор
= F
2
/ F
1
, показывающее во сколько раз увеличена теплоотдающая
поверхность в результате оребрения, называют коэффициентом оребрения.
Упрощая задачу, будем считать, что теплопроводность материала ребра очень высокая и поэтому можно принимать
одинаковыми и температуру у основания ребра
t
c2
, и температуру у его вершины
с2
t
′
. Принимая величины t
ж1
, t
ж2
, α
1
, α
2
, k
op
заданными (заданы ГУ-3), для плоской оребренной стенки можем записать
Q
α1
= α
1
F
1
(t
ж1
– t
c1
);
λδ
−
=
λ
/
c2c1
tt
FQ
1
;
Q
α2
= α
2
F
2
(t
с2
– t
ж2
).
Выразив отсюда разницы температур и учитывая, что Q
α1
= Q
λ
= Q
α2
, аналогично предыдущему (теплопередача через
плоскую стенку) получаем
.
ор
ж2ж1ж2ж1
ор 1
212211
11111
F
k
tt
FF
tt
Q
α
+
λ
δ
+
α
−
=
α
+
λ
δ
+
α
−
=
Из формулы видно, что с увеличением коэффициента оребрения k
ор
величина Q
op
увеличивается.
2.2.11 Теплопроводность цилиндра при наличии
внутренних источников тепла
В моей душе любовь непобедимая
Горит и не кончается...
К. Бальмонт
t
ж1
t
c1
t
ж2
t
c2
F
1
F
2
δ
α
1
α
2
x
t
Рис. 2.19 Теплопередача
через ребристую стенку
Ч

Страницы