CC BY
4УДК 662.99
Сергеева А.В.
Бакалавр кафедры тепломассообменных процессов и установок ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ»
(Россия, г. Москва)
ТЕПЛООТДАЧА С ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА
Аннотация: в данной статье рассматриваются расчетные соотношения для определения коэффициента теплоотдачи с поверхности теплопровода.
Ключевые слова: тепловая изоляция, тепловой поток, тепловой расчет, тепловые сети, теплопровод, теплопроводность, термическое сопротивление, толщина теплоизоляционного слоя.
В общем случае конвективная составляющая коэффициента теплоотдачи может быть представлена совместным действием механизмов естественной и вынужденной конвекции.
Конвективный коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности трубопровода:
\1/3
а =— (Ог Рг)1/3 = 0,135Я
А
ёР{к - к )Рг
2 в
V О у
Средний коэффициент теплоотдачи для горизонтального трубопровода при течения и поперечном действии механизмов конвекции определяются с помощью корреляционного соотношения [5]:
1 +
С2 ■ Ог2тЛ
0,5п
Кив ^ Яе2 , ОгРг = 104 -107 Яе = 5-103 -5■Ю4 С = 5,57; т = 0,395; п = 0,633
ОгРг = 107 -1012
Яе = 5-104 -2■Ю5
С = 7,82; т = 0,409; п = 0,814
Расчеты можно упростить, если воспользоваться приближенной эмпирической формулой. Для трубопроводов диаметром до 2 м, находящихся на открытом воздухе, ак, Вт/(м К), можно оценить по приближенному соотношению [1]:
ак=11,6+7>/^,
где w — средняя скорость ветра в рассматриваемой местности, м/с.
В ряде источников [1,2] предлагается приближенная формула для расчета коэффициента теплоотдачи с поверхности теплопровода, учитывающая влияние естественной и вынужденной конвекции (скорости ветра). Диапазон определяющих параметров, таких как наружный диаметр и скорость ветра, для которых формула применима формула, не указывается.
В нормативной документации [3,4] для проектирования тепловой изоляции предлагается рассчитывать толщину изоляции, задаваясь коэффициентом теплоотдачи постоянным (при заданной скорости ветра) без учета зависимости от наружного диаметра, что справедливо только в случае естественной конвекции.
В научной литературе [5] приводятся формулы для расчета смешанной конвекции при обтекании цилиндрических поверхностей при различных значениях чисел Ог и Яе и различном взаимном действии механизмов
естественной и вынужденной конвекции. Формулы получены путем обобщения экспериментальных данных по теплообмену цилиндрических поверхностей с воздухом.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. Учебник для вузов. Изд. 4-е, перераб. М., «Энергия», 1975. -376 с.
Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях: учебник для вузов / О.Л. Данилов, А.Б. Гаряев, И.В. Яковлев и др.; под ред. А.В. Клименко. - М.: Издательский дом МЭИ, 2010. Свод правил СП 61.13330.2012. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003
Свод правил СП 41-103-2000. Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.
Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен. / Б. Гебхарт, Й. Джалурия, Р. Махаджан, Б. Саммакия / В 2-х книгах, кн. 1. Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. -678 с.
Sergeeva A.V.
Bachelor of the Department of Heat and Mass Transfer Processes and Installations National Research University MPEI (Russia, Moscow)
HEAT RELEASE FROM THE SURFACE OF THE PIPELINE
Abstract: this article examines the design ratios for determining the heat transfer coefficient from the surface of the heat conductor.
Keywords: thermal insulation, heat flux, heat calculation, heating networks, heat pipe, thermal conductivity, thermal resistance, thickness of the heat-insulating layer.
