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饱和水蒸气管道外包扎了一层保温材料,试分析水蒸气经管道壁和保温层到空气的传热过程,画出热路图,并提出合理的减小散热损失的方案。
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内径为15mm,外径为19mm的金属管,λ1=20W/(m·℃),其外包扎一层厚度为30mm,λ2=0.2W/(m·℃)的保温材料。若金属管内表面温度为580℃,保温层外表面温度为80℃,试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。
温材料的λ与t的关系为λ=0.1+0.0002t[t的单位为℃,λ的单位为W/(m·℃)],若要求每米管长的热损失Q/L不大于450W/m,试求保温层的厚度以及保温层中温度分布。
水蒸气管道外径为108mm,其表面包一层超细玻璃棉毡保温,其热导率随温度t的变化关系为λ=0.033+0.00023tW/(m·K)。水蒸气管道外表面温度为150℃,希望保温层外表面温度不超过50℃,且每米管道的热量损失不超过160W/m。试确定所需保温层厚度。
某蒸汽管道的内、外径分别为235mm和250mm,热导率为40W/(m·℃),管内蒸汽和管外大气温度分别为190℃和-10℃,蒸汽与管内壁的换热系数h1=1000W/(m2·℃),管外壁与大气的换热系数h2=12W/(m2·℃)。为减少管道的热损失,须在管外覆盖一层30mm厚的保温材料(保温层与大气的换热系数仍为h2)。现有混凝土[λ=0.7W/(m·℃)]、石棉灰[λ=0.1W/(m·℃)]可用,试通过计算确定选用哪一种保温材料?
某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成,两层的厚度均为100mm,其导热系数分别为0.9W/(m·℃)和0.7W/(m·℃)。待操作稳定后,测得炉膛的内表面温度为700℃,外表面温度为130℃。为了减少燃烧炉的热损失,在普通砖外表面增加一层厚度为40mm,导热系数为0.06W/(m·℃)的保温材料。操作稳定后,又测得炉内表面温度为740℃,外表面温度为90℃。设两层砖的导热系数不变,试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少了百分之几?