Завдання 4

Котел для приготування цукрового сиропу складається з мідної чаші (λ_м= 384 Вт/(м·К)) із стінкою товщиною δ_мі сорочки із сталі (λ_ст= 45,6 (Вт/(м·К)) товщиною δ_ст.

У простір між стінками котла поступає водяна пара, що конденсується при температурі t_n (α_n = 6240 Вт/(м²∙К)). Всередині котла знаходиться сироп, що кипить при температурі t_с (α_с = 1430 Вт/м²∙К). Температура повітря в цеху t_пов, коефіцієнт тепловіддачі від стінки до повітря α_пов.

Для зменшення втрат тепла зовнішню поверхню котла покривають шаром азбестового волокна (λ_а =0,11 Вт/(м·К)) завтовшки δ_а з обшивкою із фанери (λ_ф = 0,19 Вт/(м·К))завтовшки δ_ф.

Визначити: ефективність ізоляції, тобто відсоток втрат тепла до і після ізоляції, відносне зменшення втрат і відсоток економії тепла в результаті ізоляції. Зобразити схему теплопередачі через стінку котла для приготування цукрового сиропу (розріз).

Вказівки: стінку котла з причини значних розмірів вважати плоскою.

Таблиця 4

Перед-остання цифра шифру	δ_м, мм	δ_с_т, мм	δ_а, мм	δ_ф, мм	Остання цифра шифру	t_м, ⁰С	t_с, ⁰С	t_пов, ⁰С	α_пов, Вт/м²∙К
0	2	2	50	2	0	120	103	25	17
1	4	3	50	4	1	125	105	26	20
2	3	3	55	3	2	128	106	27	18
3	3	4	45	4	3	130	108	28	22
4	4	4	55	2	4	126	105	29	19
5	2	4	60	3	5	124	105	30	20
6	2	3	55	2	6	126	103	24	21
7	3	2	40	4	7	120	105	27	19
8	4	2	45	3	8	130	106	26	18
9	4	4	60	4	9	125	104	25	17

Приклад розв’язання завдання 4

Вирішити завдання 4 за наступних даних: товщина мідної чаші δ_м= 4 мм; товщина стальної сорочки δ_с= 4 мм; товщина шару азбестового волокна δ_а= 55 мм; товщина обшивки з фанери δ_ф= 2мм; температура водяної пари t_n = 126°C; температура сиропу t_c = 105°C; температура повітря t_пов = 29°С; коефіцієнт тепловіддачі повітря α_пов = 19 Вт/(м²∙К).