Для решения данной задачи нам необходимо определить толщину изоляции, которая позволит поддерживать температуру изоляции на уровне не выше 140 °C, учитывая заданные параметры. Давайте разберем шаги, которые помогут нам это сделать.

• Поток излучения на стенку: 0,6 кВт/м² = 600 Вт/м².
• Температура жидкости: 20 °C.
• Коэффициент теплоотдачи: α = 10 Вт/м²/К.
• Коэффициент теплопроводности изоляции: λ = 0,1 Вт/м/К.
• Максимально допустимая температура изоляции: 140 °C.

Тепловой поток, проходящий через изоляцию, можно описать уравнением теплопередачи. Для стационарного режима (когда температура не меняется со временем) можно использовать следующее уравнение:

q = (T1 - T2) / R,

где:

• q - тепловой поток (Вт/м²),который равен 600 Вт/м²;
• T1 - температура на внутренней стороне изоляции (неизвестная);
• T2 - температура на наружной стороне изоляции (20 °C);
• R - тепловое сопротивление.

Тепловое сопротивление R можно выразить как:

R = R_convection + R_conduction,

где:

• R_convection = 1/α = 1/10 = 0,1 м²К/Вт (сопротивление конвекции);
• R_conduction = d/λ, где d - толщина изоляции (м),λ - коэффициент теплопроводности изоляции (Вт/м/К).

Теперь мы можем подставить значения в уравнение теплопередачи:

600 = (T1 - 20) / (0,1 + d/0,1).

Мы знаем, что T1 не должно превышать 140 °C, поэтому подставим T1 = 140 °C:

600 = (140 - 20) / (0,1 + d/0,1).

600 = 120 / (0,1 + d/0,1).

Теперь упростим уравнение:

600 * (0,1 + d/0,1) = 120.

600 * 0,1 + 600 * d/0,1 = 120.

60 + 6000d = 120.

6000d = 120 - 60.

6000d = 60.

d = 60 / 6000.

d = 0,01 м.

Таким образом, толщина изоляции должна составлять 0,01 метра, или 10 мм, чтобы температура изоляции не превышала 140 °C.