Порядок и рекомендации по выполнению работы

Загрузите файл «Шаблон Л.р.1.xlsx» и введите на рабочем листе 2 Excel в таблицу «Исходные данные» значения согласно Вашему варианту задания из табл. 1 (неуказанные в таблице входные переменные выбираются самостоятельно в пределах допустимых ограничениями значений).

Значение коэффициента теплоотдачи к хладоносителю внутри трубопровода следует вводить, имея в виду фазовое состояние среды, например для неконденсирующегося пара – порядка (10…100) Вт/(м²∙К), для жидкости – порядка 1000 Вт/(м²∙К).

Таблица 1

Исходные данные

Наименование параметра	Первая цифра варианта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
,°С	–10	–5	0	5	10	15	20	25	30	–15
,°С	–20	–15	–10	–20	–10	–15	0	–20	–15	–30
, %	80	70	90	80	60	70	80	75	90	70
Наименование параметра	Вторая цифра варианта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Тип изоляции *	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
Фазовое состояние холодной среды **	Ж	П	Ж	П	Ж	П	Ж	П	Ж	П

* 1 – ППУ-ЭР; 2 – ПСБ-С; 3 – ПС-4; 4 – плиты минераловатные;
5 – плиты вермикулитовые.

** Ж – жидкость; П – пар.

Диаметр неизолированного трубопровода для транспортировки жидкого хладоносителя, при прочих равных условиях, обычно имеет меньшие значения, чем для транспортировки хладоносителя в паровой фазе, хотя, разумеется, в зависимости от назначения трубопровода диаметры могут быть самыми разными. Выбор диаметра неизолированного трубопровода   (мм) осуществляется по ГОСТ 8372–74 и ГОСТ 8374–74 из ряда: 14, 18, 25, 32, 38, 45, 57, 76, 89, 108, 133, 159, 219, 273, 325, 377, 426, 480, 530. Толщина стенок труб находится в диапазоне 2…8 миллиметров.

Характеристики материала изоляции выбирают из таблицы П1 приложения. Там же приведены данные по упругости насыщенного водяного пара надо льдом и водой (таблицы П2 и П3). Эти табличные данные необходимо представить в виде аппроксимирующих зависимостей:

	(1.9)
	(1.10)

По формулам (1.9) определяют давление насыщения пара, находящегося во влажном воздухе и имеющего температуру, равную температуре воздуха. По формулам (1.10) определяют температуру насыщенного водяного пара по его парциальному давлению у поверхности изоляции, которая соответствует температуре точки росы.

Занесите в ячейки столбца «Формула/Результат» таблицы «Решение», находящейся на рабочем листе 2, соответствующие формулы.

Для определения наружного диаметра изоляции используется трансцедентное уравнение (1.4), в котором искомое значение входит как в правую, так и в левую его части. Для численного его решения сначала задаёмся значением , а затем рассчитываем его по этому уравнению. Если невязка (разность между заданным и найденным значениями) отлична от нуля, то с помощью утилиты «Подбор параметра» (Данные/Работа с данными/Анализ «что-если»/Подбор параметра) добиваемся равенство невязки нулю. Найденное таким путём значение является искомым решением.

Влияние каждого из перечисленных в задании параметров необходимо исследовать не менее чем в пяти точках, выбранных в пределах множества допустимых значений.

При проведении численного исследования для каждого варьируемого параметра составляется таблица, в которую записываются значения исследуемого параметра и соответствующие ему значения , число стандартных слоев изоляции п, , .

Полученные табличные результаты представьте в графической форме и сделайте выводы.

Вопросы для самопроверки

1. На каких процессах и уравнениях основана математическая модель тепловой изоляции холодного трубопровода?

2. Как формулируется условие отсутствия конденсации влаги на поверхности холодного трубопровода, и в каком виде оно используется в математической модели?

3. С какой целью изолируют холодные трубопроводы?

4. Почему нежелательна конденсация влаги на поверхности холодного трубопровода?

5. Почему для трубопровода, по которому течёт жидкий хладоноситель, изменение значения коэффициента теплоотдачи a _вн слабо влияет на значение минимальной толщины изоляции В _из, при которой отсутствует конденсация влаги?

6. Какой вид имеет уравнение теплоотдачи для определения линейной плотности теплового потока от воздуха к наружной поверхности тепловой изоляции?

7. Какие допущения приняты в модели?

8. Для чего используют утилиту «Подбор параметра», и как ей пользоваться?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2