Obliczanie temperatury otuliny wokół izolowanej rury

3

Rozwiązuję następujący problem:

Rura o średnicy zewnętrznej 200 mm i długości 20 m jest pokryta warstwą izolacji o grubości 70 mm o przewodności cieplnej 0,05 W / m · K i przewodności cieplnej 10 W / m 2 · K na powierzchni zewnętrznej. Jeśli temperatura rury wynosi 350 ° C, a temperatura otoczenia wynosi 15 ° C, obliczyć temperaturę powierzchni zewnętrznej otuliny.

Obliczyłem opory cieplne jako:

Rpipe=1A×ho=1(π×2002×(1/103)2×()=3.183098862

Rinsulation=12πKL=1(2π×0.05×20)=0.04776312933

Przenikanie ciepła powinno być:

Q=TRtotal

Co to znaczy „temperatura opóźnionego”? Podana już zmiana temperatury z zewnątrz i wewnątrz.

James
źródło
1
Naprawdę musisz dokładnie sprawdzić te obliczenia. W Twojej R_pipe brakuje terminu i żadna arytmetyka nie jest poprawna.
Air

Odpowiedzi:

4

Co to znaczy „temperatura opóźnionego”?  

Komentarz Air:

Opóźnienie nie jest tak naprawdę samą warstwą izolacyjną, ale okładziną wokół warstwy izolacyjnej. Izolacja nie ma prawdziwych właściwości konstrukcyjnych; opóźnienie nie tylko utrzymuje izolację na miejscu i chroni ją przed środowiskiem (w tym owadami i gryzoniami), ale może również zapewnić powierzchnię o niskiej emisyjności dla warstwy izolacyjnej, dodatkowo zmniejszając przenoszenie ciepła.

k

Rpipe

Rpipe=1Aoho=1πDinsLho=1π0.1722010=0.00468 °C/Watt
r1r2
Rins=ln(r2r1)2πkL=ln(170 mm100 mm)(2π×0.05×20)=0.0844 °C/Watt

Q=TRtotal=350150.00468+0.0844=3760.664 Watt
T=Q×Rpipe=3760.6640.00468=17.6 °C=TouterTambient
 
Touter=Tambient+T=15+17.6=32.6 °C
Algo
źródło
1
@Air Przyjąłem założenie, że oba są takie same, ponieważ nie podano osobnego i dziękuję za wykrycie błędu pola powierzchni. Wszystko jest już naprawionek
Algo
1
Czytelnicy mniej te równania powinni zauważyć, że efektywna grubość izolacji cylindrycznej wynosi ale poza logarytmem anuluje mianownik. r 2r2ln(r2/r1)r2
Air
Jeśli chodzi o oddzielne , jest to całkowicie rozsądne założenie; udział okładziny w kierunku odporności termicznej jest zwykle znikomy. Może to być tylko folia aluminiowa. k
Air
@ algo dlaczego D_ins 0,17 ∗ 2?
James
@ zewnętrzny promień rury Jamesa wynosi 100 mm, dodanie 70 mm grubości warstwy izolacyjnej daje w sumie promień 170 mm na zewnętrznej powierzchni izolacji, a więc średnica wynosi 2 * 170 mm = 2 * 0,17 metra
Algo