Мысал. Жылу стансаларының ең тиімді санын және жылу оқшаулатқыштың ең тиімді қалыңдығын табу.

Берілгені: Ішкі және сыртқы диаметрлері D =0,508 м және D _н=0,530 м болатын ұзындығы L _тр=900кммагистральды ыстық құбырмен жылына G =7 млн.т/жыл мұнай айдалады. Қоршаған орта температурасы Т ₀=273К, мұнайдың рұқсат етілген бастапқы және соңғы температуралары Т _н=353К және Т _к=316К. Құбырдың салыну тереңдігі (өске дейінгі) h ₀=1,2м, грунт бетінен ауаға жылу берілу коэффициенті α ₀=15 Вт/(м²∙К), болаттың, жылу оқшаулағыштың, ауаның және грунттың меншікті жылу өткізгіштік коэффициенттері λ _ст = 58Вт/(м ·К), λ _из = 0,058Вт/(м ·К), λ _в=0,0244Вт/(м∙К), λ _гр = 1,49 Вт/(м ·К). Қар жоқ деп (h _сн =0) деп алынған. Мұнай үшін с=1950Дж/(кг∙К), ішкі жылу берілу коэффициенті α ₁=52Вт/(м² ·К). Жылу оқшаулағыш материалы үшін ρ _из=130кг/м³. Жылу стансасының п.ә.к. η _тс=0,3 деп алайық. Жылу оқшаулатқыштың ең тиімді қалыңдығын және жылу стансаларының ең тиімді санын есептеу керек.

Шешуі:

=231,48 кг/с;

Айдау турбулентті тәртіпте жүретіні белгілі болсын. Сонда Шухов саны:

=0,62083.

Құрылыстың өзін–өзі ақтауының мөлшерлік мерзімі t _н=8,3 жыл=261748800c.

Жылу оқшаулатқыш материалының өзіндік құны c _из=500тг/кг,жылу энергиясының өзіндік құны s _тс= 9тг/(кВт∙сағ)=0,0000025тг/Дж болсын деп есептейік. Сонда

=1,99996.

= h ₀=1,2м (h _сн =0);

=4,8065;

=8,28512.

Жылу оқшаулатқыштың ең тиімді қалыңдығы (2.76) – теңдеудің шешімі арқылы табылады:

, немесе ;

.

Бұл иррационалдық теңдеуді жуықтау әдісімен, немесе компьютерлік бағдарлама көмегімен шешіп, белгісіз шамасын табамыз:

=0,980 м.

Сонда жылу оқшаулатқыштың ең тиімді қалыңдығы:

δ _из=(D _из– D _н)/2= =0,225 м=22,5 см.

Осы жағдайдағы құбырдың сыртқы жылу берілу коэффициенті Аронс–Кутателадзе формуласы бойынша:

=1,91226 Вт/(м² ·К).

Құбырдың толық жылу берілу коэффициенті:

= 5,87076;

=0,33531.

Құбыр бойындағы жылу стансаларының ең тиімді саны мынадай:

=1,72≈2 станса.

Дата добавления: 2015-07-14