题目
φ50×5的不锈钢管,导热系数λ1为16W/m.K,外包厚30mm的石棉,导热系数λ2为0.2W/m.K。若管内壁温度为350℃,保温层外壁温度为100℃,在石棉层外再包一层厚度为b3=30mm,导热系数λ3=0.07 W/m.K的保温材料,已知环境温度为20℃,α在两种情况下可认为不变,求热损失减少的百分率。
φ50×5的不锈钢管,导热系数λ1为16W/m.K,外包厚30mm的石棉,导热系数λ2为0.2W/m.K。若管内壁温度为350℃,保温层外壁温度为100℃,在石棉层外再包一层厚度为b3=30mm,导热系数λ3=0.07 W/m.K的保温材料,已知环境温度为20℃,α在两种情况下可认为不变,求热损失减少的百分率。
题目解答
答案
在稳定情况下Q/L=Δt/(b1/λ1× Am1+b2/λ2× Am2)=2π×r3×α×(t3-tb)=397W/mα=397/(2π×0.055×(100-20))=14.4 W/m2.C加一层b3=0.03m保温材料后r4=r3+b3=0.085mrm3=(0.085-0.055)/ln85/55=0.069m每米管长得平均面积Am3=2πrm3=0.433每米管长的热损失为:Q’/L=(t1-t4)/(b1/λ1× Am1+b2/λ2× Am2+b3/λ3× Am3+1/2πr4α)=188.6W/mt4=t1-(Σbi/λi× Ami÷(Σbi/λi× Ami+1/2π×r3×α))×(t1-tb)=44.6℃热损失减少分率为:(Q-Q’)/Q=0.525