2. Определение потерь теплоты через ограждающие поверхности.

2.1.Выделение однотипных элементов теплоизолирующих ограждений.

Объект теплоснабжения представлен на рисунке 2.1.

Рис. 2.1 – Геометрические размеры объекта теплоснабжения.

В этом объекте имеются следующие теплоизолирующие ограждения:

• плоская двухслойная стенка, обозначение – «СТ»;

• полый цилиндр, обозначение – «Ц»;

• сферическая поверхность в виде полусферы, обозначение – «СФ».

Определим площади выше перечисленных элементов следующим образом:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

где S – площадь теплоизолирующей поверхности, ;

– радиус круга, представляющего плоскую стенку, м.

2.2.Теплопотери через плоскую стенку.

Окружающей среде теплота передаётся через плоскую стенку, в виде круга, теплопроводностью. Расчётная схема представлена на рисунке 2.2. Тепловой поток через плоскую двухслойную стенку определяется по следующей формуле:

(2.4)

где – тепловой поток через плоскую стенку, Вт;

– удельный тепловой поток через плоскую стенку, .

Рисунок 2.2 – Расчётная схема плоской стенки.

Удельный тепловой поток через двухслойную плоскую стенку равен:

(2.5)

Для построения схемы, необходимо найти температуру между слоями плоской стенки (). Искомую температуру можно найти следующим образом:

. (2.6)

где – температура между слоями плоской стенки, К;

– температура внутри объекта теплоснабжения, К;

– удельный тепловой поток через плоскую стенку, ;

– толщина внутреннего слоя плоской стенки, м;

- теплопроводность внутреннего слоя плоской стенки, .

С учётом удельного теплового потока, тепловой поток через плоскую стенку будет равен:

2.3.Теплопотери через стенки цилиндра

Тепловой поток через стенки цилиндра определяется по формуле:

(2.7)

где , – внутренний и внешний радиус цилиндра соответственно, м;

– длинна цилиндра, м;

– теплопроводность цилиндра, .

Внутренний радиус цилиндра рассчитывается по следующей формуле:

м (2.8)

Подставив найденный радиус (), по формуле 2.8, в формулу теплового потока через стенки цилиндра (2.7), находится искомая величина:

=10201,3 Вт

Эпюры температур построены на рисунке 2.3. Для построения этого графика, необходимо найти несколько температур, чем больше их будет, тем более точным будет график. По условию данной задачи, удобнее разделить толщину стенки на пять равных слоёв и высчитать температуру между каждым. Формула для нахождения этих температур выводится из формулы 2.7 и выходит что они равны:

; (2.9)

где – внутренний радиус необходимой толщины цилиндра, м.

Необходимо найти радиусы между слоями (). Для каждой температуры свой радиус. Находится этот радиус следующим образом:

(2.10)

Высчитывается температура по формуле 2.9. Искомая температура равна:

;

=273,6 К;

;

К;

;

К.

По полученным температурам строится эпюра. По условию данной задачи получаем эпюру, представленную на рисунке 2.3.

Рис.2.3 – Эпюра температур (цилиндр).