Oт протекающей по трубе, изображенной на рис.1, горячей воды с температурой tвд, С, через цилиндрическую стенку определенной толщины теплота передается окружающему воздуху с температурой

Oт протекающей по трубе, изображенной на рис.1, горячей воды с температурой t_вд, С, через цилиндрическую стенку определенной толщины теплота передается окружающему воздуху с температурой t_вх. °C.

Используя заданные значения коэффициентов теплоотдачи от воды к внутренней поверхности трубы a₁, Вт/(м²К). и от внешней поверхности трубы к воздуху помещения a₂,Вт/(м² К), требуется:

1. подсчитать удельные тепловые потоки q₁ и q₂. Вт/м², для внутренней и наружной поверхностей трубы, а также тепловой поток q_l, Вт, проходящий через 1 м длины трубы (по оси) для следующих случаев:

а)  гладкая совершенно чистая труба диаметром d₃ и толщиной  изготовленная из алюминиевого сплава без накипи и тепловой изоляции;

б)  Труба по пункту а, но со слоем накипи толщиной , м, со стороны воды;

в)  Труба по пункту б, но со стороны воздуха покрытая слоем тепловой изоляции толщиной

2. Определить аналитически (рассчитать) температуры внутренней и наружной поверхностей трубы (п.1, случаи а, б, в) и температуры между отдельными слоями трубы (п.1., случаи б, в).

3. Построить с соблюдением масштаба график изменения температуры в трехслойной цилиндрической стенке (п.1., случай в). В пределах слоя тепловой изоляции линию изменения температуры строить по двум промежуточным точкам.

4. Повторить расчет теплового потока q₁, Вт. для трубы по п.1., случай в, но увеличив коэффициент теплопроводности изоляции  Вт/(м К), в 10 раз. Результат сравнить со значением q₁, Вт, полученным для чистой трубы (п.1 случай а).

По результатам сравнения сделать вывод, используя понятие критической изоляции.

Исходные данные: