ZAKRES WYMAGANYCH WIADOMOŚCI
Ustalone przewodzenie ciepła przez ściankę walcową.
ZADANIA
Rurociągiem o średnicy 100 mm i grubości ścianki 5 mm przepływa para wodna o temp. 350ºC. Obliczyć o ile % zmienią się straty ciepła, jeżeli rurociąg okryje się izolacją z wełny mineralnej o grubości 5 cm. Temperatura otoczenia wynosi 0ºC. Temperatura wewnętrznej ścianki rurociągu wynosi 330ºC. Współczynnik wnikania ciepła z powierzchni zewnętrznej rurociągu do otoczenia wynosi 10 W/(m2⋅K), współczynnik przewodzenia ciepła materiału, z którego wykonana jest rura wynosi 30 W/(m⋅K),współczynnik przewodzenia izolacji 0,04 W/(m⋅K).
Rozważmy chłodny napój znajdujący się w puszcze o jednorodnej początkowej temp. wynoszącej 3ºC. Wysokość puszki wynosi 12.5 cm, średnica 6 cm. Całkowity współczynnik przejmowania ciepła wynosi αc = 10 W/(m2⋅K). Określ czas wzrostu średniej temp. napoju do temp. 15ºC. Temperatura otoczenia wynosi 25 ºC. Usiłując spowolnić nagrzewanie chłodnego napoju włożono puszkę do idealnie dopasowanej 1 cm izolacji λiz = 0,13 W/(m⋅K). Określ jak długo zajmie w tym przypadku wzrost średniej temp. napoju do temp. 15ºC. Przyjmij, że góra puszki nie jest izolowana.
Rurociąg stalowy o współczynniku przewodzenia ciepła λ1 = 40 W/(m⋅K), średnicy wewnętrznej d1 = 98 mm i zewnętrznej d2 = 108 mm zaizolowano warstwą wełny mineralnej o λ2 = 0,062 W/(m⋅K). Wewnątrz rurociągu płynie woda pod ciśnieniem o temp. 120ºC, a współczynnik przejmowania ciepła od strony wody wynosi αw = 200 W/(m2⋅K). Na zewnątrz powietrze ma temp. 15ºC, a współczynnik przejmowania ciepła αz = 8 W/(m2⋅K). Obliczyć straty ciepła z 1 m rurociągu oraz temperaturę na granicy warstw. Ile wzrosną straty ciepła, jeżeli warstwy izolacji umieścimy w odwrotnej kolejności.