Расчет толщины тепловой изоляции.
Лекции.ИНФО


Расчет толщины тепловой изоляции.



 

В конструкциях теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ в диапазоне от 20°С до 300°С для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06 Вт/(м·К).

Для теплоизоляционного слоя трубопроводов при бесканальной прокладке следует применять материалы с плотностью не более 400 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности не более 0,07 Вт/(м · К).

При бесканальной прокладке тепловых сетей следует преимущественно применять предварительно изолированные в заводских условиях трубы с изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке или армопенобетона с учетом допустимой температуры применения материалов и температурного графика работы тепловых сетей. Трубопроводы с изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке должны быть снабжены системой дистанционного контроля влажности изоляции.

 

Расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов dк по нормированной плотности теплового потока выполняют по формуле

, (2.65)

 

где d - наружный диаметр трубопровода, м;

В - отношение наружного диаметра изоляционного слоя к диаметру трубопровода d. ( );

 

Величину В определяют по формуле:

 

, (2.66)

 

где е - основание натурального логарифма;

lк – коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, Вт/(м ·°С), определяемый по приложениям 9,10 учебного пособия;

Rк - термическое сопротивление слоя изоляции, м ·°С/Вт, величину которого определяют из следующего выражения

 

, (2.67)

 

где - суммарное термическое сопротивление слоя изоляции и других дополнительных термических сопротивлений на пути теплового потока определяемое по формуле

 

(2.68)

 

где - нормированная линейная плотность теплового потока, Вт/м, принимаемая по [4], а также по приложению 8 учебного пособия;

- средняя за период эксплуатации температура теплоносителя,

- коэффициент, принимаемый по приложению 11 учебн. посо-

бия;

- среднегодовая температура окружающей среды;

 

При подземной прокладке - среднегодовая температура грунта, которая для большинства городов находится в пределах от +1 до +5 .

При прокладке в тоннелях, в помещениях, в неотапливаемых техподопольях,

при надземной прокладке на открытом воздухе - средняя за период эксплуатации температура окружающего воздуха, которая принимается:

при прокладке в тоннелях = 40 ; при прокладке в помещениях = 20 ;

в неотапливаемых техподопольях = 5 ; при надземной прокладке на открытом воздухе - средняя за период эксплуатации температура окружающего воздуха;

Виды дополнительных термических сопротивлений зависят от способа прокладки тепловых сетей.

 

При надземной прокладке, а также прокладке в тоннелях и техподпольях

 

(2.69)

При подземной канальной прокладке

 

(2.70)

При подземной бесканальной прокладке

 

(2.71)

 

где - термическое сопротивление поверхности изоляционного слоя, м·°С /Вт, определяемое по формуле

, (2.72)

где - коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в окружающий воздух, Вт/(м² ·°С) который, согласно [4], принимается:

при прокладке в каналах = 8 Вт/(м² ·°С);

при прокладке в техподпольях, закрытых помещениях и на открытом воздухе по табл. 2.1;

d - наружный диаметр трубопровода, м;

 

Таблица 2.1 Значения коэффициента теплоотдачи a, Вт/(м2×°С)

Изолированный объект В закрытом помещении На открытом воздухе при скорости ветра3, м/с  
Покрытия с малым коэффициентом излучения1 Покрытия с высоким коэффициентом излучения2  
 
Горизонтальные трубопроводы  
1 К ним относятся кожухи из оцинкованной стали, листов алюминиевых сплавов и алюминия с оксидной пленкой.  
2 К ним относятся штукатурки, асбестоцементные покрытия, стеклопластики, различные окраски (кроме краски с алюминиевой пудрой).  
3 При отсутствии сведений о скорости ветра принимают значения, соответствующие скорости 10 м/с.  

 

- термическое сопротивление поверхности канала, определяемое по формуле

 

, (2.73)

 

где - коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала; = 8 Вт/(м² ·°С);

- внутренний эквивалентный диаметр канала, м, определяемый по формуле

 

, (2.74)

где F - внутреннее сечение канала, м2;

P - периметр сторон по внутренним размерам, м;

- термическое сопротивление стенки канала определяемое по формуле

 

, (2.75)

где - теплопроводность стенки канала; для железобетона

= 2,04 Вт/(м·°С);

- наружный эквивалентный диаметр канала, определяемый по наружным размерам канала, м;

- термическое сопротивление грунта определяемое по формуле

 

, (2.76)

где - теплопроводность грунта, зависящая от его структуры и влажности. При отсутствии данных его значение можно принимать для влажных грунтов = 2-2.5 Вт/(м·°С), для сухих грунтов

= 1,0-1,5 Вт/(м·°С);

h - глубина заложения оси теплопровода от поверхности земли, м;

- добавочное термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние труб при бесканальной прокладке, величину которого определяют по формулам:

· для подающего трубопровода

; (2.77)

 

· для обратного трубопровода

, (2.78)

 

где h - глубина заложения осей трубопроводов, м;

b - расстояние между осями трубопроводов, м, принимаемое в зависимости от их диаметров условного прохода по табл. 2.2

 

Таблица 2.2 Расстояние между осями трубопроводов.

dу, мм 50-80 125-150
b, мм

 

, - коэффициенты, учитывающие взаимное влияние температурных полей соседних теплопроводов, определяемые по формулам:

 

, (2.79)

 

, (2.80)

 

где , - нормированные линейные плотности тепловых потоков соответственно для подающего и обратного трубопроводов, Вт/м (см. формулу (2.68)).

 

Расчетную толщину теплоизоляционного слоя в конструкциях тепловой изоляции на основе волокнистых материалов и изделий (матов, плит, холстов) следует округлять до значений, кратных 10 мм.

В конструкциях на основе минераловатных цилиндров, жестких ячеистых материалов, материалов из вспененного синтетического каучука, пенополиэтилена и пенопластов следует принимать ближайшую к расчетной толщину изделий по нормативным документам на соответствующие материалы.

Если расчетная толщина теплоизоляционного слоя не совпадает с номенклатурной толщиной выбранного материала, следует принимать по действующей номенклатуре ближайшую более высокую толщину теплоизоляционного материала.

Допускается принимать ближайшую более низкую толщину теплоизоляционного слоя в случаях расчета по температуре на поверхности изоляции и нормам плотности теплового потока, если разница между расчетной и номенклатурной толщиной не превышает 3 мм.

Минимальную толщину теплоизоляционного слоя следует принимать:

при изоляции цилиндрами из волокнистых материалов - равной минимальной толщине, предусматриваемой государственными стандартами или техническими условиями;

при изоляции тканями, полотном стекловолокнистым, шнурами - 20 мм.

при изоляции изделиями из волокнистых уплотняющихся материалов - 20 мм;

при изоляции жесткими материалами, изделиями из вспененных полимеров - равной минимальной толщине, предусматриваемой государственными стандартами или техническими условиями.

Предельная толщина теплоизоляционного слоя в конструкциях тепловой изоляции оборудования и трубопроводов приведена в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3 Предельные толщины теплоизоляционных конструкций для оборудовании и трубопроводов.

Наружный диаметр, мм Способ прокладки трубопровода
Надземный В тоннеле В непроходном канале
Предельная толщина теплоизоляционного слоя, мм, при температуре, °С
20 и более 20 и более до 150 вкл.
1020 и более
Примечания 2 В случае если расчетная толщина изоляции больше предельной, следует принимать более эффективный теплоизоляционный материал и ограничиться предельной толщиной тепловой изоляции, если это допустимо по условиям технологического процесса.

 

Примеры расчетов толщины слоя изоляции при различных способах прокладки тепловых сетей приведены на стр. 76-82 учебного пособия.

 









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 259;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная