Падение температуры теплоносителя по длине теплопровода.

Снижение температуры теплоносителя вдоль теплопровода происходит за счет тепловых потерь. В данном выводе принято, что тепловые потери q соответствуют известной начальной температуре и не изменяются по длине трубопровода. Температура теплоносителя в конце теплопровода может быть найдена из уравнения теплового баланса:

,

.

Пользоваться данной формулой можно, если ожидаемое падение температуры невелико - не более 3-5% от начальной температуры. Это имеет место при транспортировке капельных жидкостей на коротких участках.

При транспортировке пара для этих же условий определяется энтальпия в конце паропровода и затем, зная энтальпию i₂ и давление Р₂, по таблицам определяют температуру пара.

.

Изменение тепловых потерь по длине необходимо учитывать при длинных и слабоизолированных участках теплопроводов или при малом расходе теплоносителя, когда ожидаемое падение температуры значительно.

Рассмотрим паропровод перегретого пара длиной l. Температура пара в начале паропровода равна t_1, а в конце – t₂. Окружающая среда имеет температуру t_о. Выделим на паропроводе участок бесконечно малой длины dl. Падение температуры на этом участке будет dt. Расход пара по паропроводу равен G. Составим уравнение теплового баланса для рассматриваемого бесконечно малого участка с учетом местных потерь:

;

Знак "-" соответствует отрицательному приращению температуры теплоносителя.

Проинтегрировав, получим:

;

.

Полученная формула справедлива при изобарическом процесс течения, т.к. не учитывает падения температуры пара из-за снижения давления. Это снижение можно определить по формуле:

,

где - дифференциальный дроссель-эффект, К/Па, зависящий от начальных параметров пара.
В диапазоне давлений от 5 до 15 атм при температуре перегрева пара 300÷350ºС:

.

Действительная температура пара в конце паропровода будет:

.

 

В паропроводах, транспортирующих слабо перегретый пар, часто требуется определить длину, на которой пар остается перегретым, пренебрегая влиянием падения давления:

.

В реальных условиях с учетом падения давления длина участка будет еще меньше.

Количество конденсата, выпадающего на участке паропровода при транспортировке насыщенного пара

,

где r – скрытая теплота парообразования.