ВЫБОР И РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
Лекции.ИНФО


ВЫБОР И РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ



Расчет толщины слоя тепловой изоляции в курсовом проекте проводится для одного какого-либо участка трубопровода [7, 8]. Для проведения расчета необходимо знать диаметр изолируемого трубопровода, способ его прокладки, конструктивные характеристики канала, тип теплоизоляции и характер грунта. Поскольку наиболее распространенным типом прокладки теплопроводов в городском районе является подземная, в непроходных каналах, рассмотрим порядок расчета толщины слоя изоляции при прокладке двух трубопроводов водяных тепловых сетей (подающего и обратного) в одноячейковом непроходном канале.

Толщина слоя изоляции должна быть такой, чтобы потеря тепла трубопроводом в окружающую среду не превышала нормы. Эти нормы указаны в [7, 8]: и даны для среднегодовой температуры теплоносителя и грунта.

Тепловые потери через изолированную поверхность двухтрубных тепловых сетей, прокладываемых в непроходном канале шириной b и высотой h, м, на глубине Н, м, от поверхности земли до оси канала определяются по формуле

(40)

Температура воздуха в канале tкан определяется по формуле:

, °С (41)

здесь q1L, q2L - линейные плотности теплового потока от подающего и обратного трубопроводов, Вт/м;

tпср.г., tоср.г.- температуры подающего и обратного трубопроводов, °С;

tгрср.г - температура грунта, °С;

К- коэффициент дополнительных потерь;

Rиз.п., Rиз.о - термические сопротивления изоляции подающего и обратного трубопроводов, м·°С/Вт;

Rвоз.п., Rвоз.о - термические сопротивления теплоотдаче от поверхности изоляции подающего и обратного трубопроводов, м·°С/Вт;

Rканвоз. - термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха к поверхности канала, м·°С/Вт;

Rкгр- термическое сопротивление грунта, Вт/(м·°С).

Термическое сопротивление изоляции подающего и обратного трубопровода определяется по формулам:

 

, (м·°С)/Вт (42)

 

, (м·°С)/Вт (43)

 

где

, - толщина изоляции подающего и обратного трубопроводов, м;

, - коэффициент теплопроводности изоляции подающего и обратного трубопроводов, Вт /(м*°С), таблица 14.

, - поправочный коэффициент характеризующий состояние изоляции для подающего и обратного трубопроводов, принимается по таблице 15.

Термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изолированного трубопровода в воздушное пространство канала от подающего и обратного трубопроводов определяется по формулам:

, (м·°С)/Вт (44)

, (м·°С)/Вт (45)

где - коэффициент теплоотдачи в канале, принимается равным 11Вт /(м2*°С);

Термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха в канале к грунту определяется по формуле:

, (м·°С)/Вт (46)

где -эквивалентный диаметр сечения канала в свету (м), определяемый по формуле:

(47)

где – ширина канала, м;

– высота канала, м.

Термическое сопротивление массива грунта определяется по формуле:

, (м·°С)/Вт (48)

- коэффициент теплопроводности грунта, Вт / (м·°С) определяемый по таблице 16/

– глубина заложения до оси трубопроводов, м.

 

Расчет толщины изоляции подающего и обратного трубопроводов в курсовом проекте выполняется по суммарной нормативной линейной плотности теплового потока qL1,2, Вт/м с использованием метода последовательных приближений.

На первом этапе задаются начальным значением толщины изоляции , , одинаковой для подающего и обратного трубопроводов ( см. Приложение А. Таблица А.15), и по формулам (41)-(48) рассчитывают температуру в канале.

Затем по формуле (40) вычисляют суммарную линейную плотность теплового потока qL1,2.

Полученное расчетное значение сравнивают с нормативной линейной плотностью теплового потока qLн1,2по таблицам 17, 18.

На втором этапе увеличивают или уменьшают толщину изоляции в зависимости от результата сравнения и повторяют расчет в той же последовательности до получения нового расчетного значения qL1,2.

Расчет повторяют до тех пор, пока расчетное значение плотности теплового потока – будет отличаться от нормативного значения - на заданную степень точности расчета, например, не более, чем на 1%. Последнее значение принимается в качестве расчетной толщины тепловой изоляции для подающего и обратного трубопроводов.

Расчетную температуру наружной среды принимают равной среднегодовой температуре грунта на глубине заложения трубопровода.

Коэффициент дополнительных тепловых потерь при расчете толщины изоляции по нормированной плотности теплового потока принимается равным 1.

При расстоянии от поверхности грунта до перекрытия канала 0,7 м и менее за расчетную температуру наружной среды должна приниматься та же температура наружного воздуха, что и при надземной прокладке (средняя температура за год).

Температуру теплоносителя технологического оборудования и трубопроводов при расчетах по нормированной плотности теплового потока следует принимать в соответствии с заданием на проектирование.

Для трубопроводов водяных тепловых сетей за расчетную температуру теплоносителя принимают:

для подающего трубопровода при постоянной температуре сетевой воды и количественном регулировании - максимальную температуру теплоносителя;

для подающего трубопровода при переменной температуре сетевой воды и качественном регулировании - в соответствии с таблицей 13;

для обратных трубопроводов водяных тепловых сетей 50 °С;

Таблица 13 – Расчетная температура теплоносителя °С

 

Температурные режимы водяных тепловых сетей, °С 95-70 150-70 180-70
Расчетная температура теплоносителя t °С

 

Таблица 14 - Коэффициенты теплопроводности теплоизоляционных материалов [8]

Материал, изделие Средняя плотность в конструкции, кг/м3 Теплопроводность теплоизоляционного материала в конструкции lиз, Вт/(м×°С) для поверхностей с температурой, °С Температура применений, °С Группа горючести
20 и выше 19 и ниже
Плиты минераловатные прошивные 0,045 + 0,00021 tm 0,044-0,035 От минус 180 до 450 Негорючие
0,049 + 0,0002 tm 0,048-0,037
Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем 0,04 + 0,00029 tm 0,039-0,03 От минус 60 до 400 »
0,043 + 0,00022 tm 0,042-0,031  
0,044 + 0,00021 tm 0,043-0,032 От минус 180 до 400  
0,052 + 0,0002 tm 0,051-0,038  
Теплоизоляционные изделия из вспененного этиленполипропиленового каучука «Аэрофлекс» 0,034 + 0,0002 tm 0,033 От минус 57 до 125 Слабогорючие
Полуцилиндры и цилиндры минераловатные 0,04 + 0,00003 tm 0,039-0,029 От минус 180 до 400 Негорючие
0,044 + 0,00022 tm 0,043-0,032  
0,049 + 0,00021 tm 0,048-0,036  
0,05 + 0,0002 tm 0,049-0,035
0,053 + 0,00019 tm 0,052-0,038  
Шнур теплоизоляционный из минеральной ваты 0,056 + 0,000 tm 0,055-0,04 От минус 180 до 600 в зависимости от материала сетчатой трубки Негорючие, или слабогорючие
Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем 0,04 + 0,0003 tm 0,039-0,029 От минус 60 до 180 Негорючие
0,042 + 0,00028 tm 0,041-0,03  
Маты и вата из супертонкого стеклянного волокна без связующего 0,033 + 0,00014 tm 0,032-0,024 От минус 180 до 400 »
Маты и вата из супертонкого базальтового волокна без связующего 0,032 + 0,00019 tm 0,031-0,24 От минус 180 до 600 »
Песок перлитовый, вспученный, мелкий 0,052 + 0,00012 tm 0,051-0,038 От минус 180 до 875 »
0,055 + 0,00012 tm 0,054-0,04  
0,058 + 0,00012 tm 0,057-0,042  
Теплоизоляционные изделия из пенополистирола 0,033 + 0,00018 tm 0,032-0,024 От минус 180 до 70 Горючие
0,036 + 0,00018 tm 0,035-0,026  
0,041 + 0,00018 tm 0,04-0,03  
Теплоизоляционные изделия из пенополиуретана 0,030 + 0,00015 tm 0,029-0,024 От минус 180 до 130 «
0,032 + 0,00015 tm 0,031-0,025  
0,037 + 0,00015 tm 0,036-0,027  
Теплоизоляционные изделия из бутадиен-акрилонитрила «Кайманфлекс (K-flex)» марок: ЕС          
60-80 0,036 0,034 От минус 40 до 105 Слабогорючие
ST 60-80 0,036 0,034 От минус 70 до 130
ЕСО 60-95 0,040 0,036
Теплоизоляционные изделия из пенополиэтилена 0,035 + 0,00018 tm 0,033 От минус 70 до 70 «

 

Примечание: tт – средняя температура теплоизоляционного слоя, °С,

, где – температура теплоносителя.

 

Таблица 15 - Значения поправок Kl к коэффициентам теплопроводности теплоизоляционных материалов в зависимости от технического состояния

N п.п. Техническое состояние теплоизоляционной конструкции, условия эксплуатации Kl
1. Незначительное разрушение покровного и основного слоев изоляционной конструкции 1,3-1,5
2. Уплотнение изоляции сверху трубопровода и обвисание снизу 1,6-1,8
3. Частичное разрушение теплоизоляционной конструкции, уплотнение основного слоя изоляции на 30-50% 1,7-2,1
4. Уплотнение основного слоя изоляции на 70% 3,5
5. Периодическое затопление канала грунтовыми водами или смежными коммуникациями 3,0-5,0
6. Незначительное увлажнение изоляции 10-15% 1,4-1,6
7. Увлажнение изоляции 20-30% 1,9-2,6
8. Сильное увлажнение изоляции 40-60% 3,0-4,5

 

Таблица 16 - Коэффициент теплопроводности грунтов в зависимости от степени увлажнения

Вид грунта Средняя плотность, кг/м3 Весовое влагосодержание грунта, % Коэффициент теплопроводности, Вт/(м×°С)
Песок 0,86
1,11
1,92
23,8 1,92
Суглинок 0,71
0,9
0,83
1,04
0,98
1,2
1,12
1,36
1,63
1,27
1,56
1,86
1,45
1,78
1,75
2,56
11,5 2,68
Глинистые 0,72
1,08
1,66
1,0
1,46
2,0
1,13

 


Таблица 17-Норма плотности теплового потока через поверхность изоляции трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при прокладке в непроходных каналах (число часов работы в год ≤5000).

Условный диаметр трубопровода, мм Трубопровод
Подающий Обратный Подающий Обратный Подающий Обратный
Среднегодовая температура теплоносителя °С
Вт/м ккал/(м*ч) Вт/м ккал/(м*ч) Вт/м ккал/(м*ч) Вт/м ккал/(м*ч) Вт/м ккал/(м*ч) Вт/м ккал/(м*ч)
12,9 8,6 18,92 8,6 22,36 7,74
13,76 9,46 19,78 9,46 24,08 8,6
15,48 10,32 21,5 10,32 26,66 9,46
16,34 11,18 24,08 11,18 29,24 10,32
19,78 13,76 27,52 12,04 34,4 11,18
21,5 14,62 30,1 12,9 36,98 12,04
24,08 16,34 33,54 13,76 41,28 13,76
24,94 17,2 36,12 14,62 44,72 14,62
27,52 18,92 39,56 16,34 47,3 15,48
35,26 22,36 47,3 18,92 61,06 17,2
39,56 25,8 55,9 21,5 67,94 18,06
45,58 29,24 63,64 23,22 75,68 20,64
49,88 31,82 67,94 24,94 84,28 21,5
55,9 34,4 74,82 27,52 90,3 22,36
60,2 36,12 81,7 28,38 98,9 23,22
64,5 39,56 92,02 30,96 111,8 24,08
71,38 42,14 102,34 32,68 124,7 25,8
78,26 46,44 119,54 35,26 135,02 28,38
91,16 52,46 38,7 155,66 30,96
100,62 55,04 139,32 41,28 171,14 31,82
110,94 56,76 145,34 43,86 182,32 36,12
135,02 62,78 180,6 47,3 219,3 39,56
                               

Таблица 18- Норма плотности теплового потока через поверхность изоляции трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при прокладке в непроходных каналах (число часов работы в год > 5000).

Условный диаметр трубопровода, мм Трубопровод
Подающий Обратный Подающий Обратный Подающий Обратный
Среднегодовая температура теплоносителя С
Вт/м ккал/(м*ч) Вт/м ккал/(м*ч) Вт/м ккал/(м*ч) Вт/м ккал/(м*ч) Вт/м ккал/(м*ч) Вт/м ккал/(м*ч)
12,04 7,74 17,2 7,74 20,64 6,88
12,9 8,6 17,2 8,6 22,36 7,74
13,76 9,46 18,92 9,46 23,22 8,6
14,62 10,32 20,64 10,32 25,8 9,46
17,2 11,18 24,94 11,18 29,24 10,32
18,06 12,04 26,66 12,04 31,82 11,18
20,64 13,76 30,1 12,9 35,26 12,04
22,36 15,48 32,68 13,76 36,98 12,9
23,22 16,34 36,12 14,62 40,42 13,76
28,38 19,78 42,14 16,34 49,88 15,48
32,68 22,36 46,44 18,06 56,76 17,2
36,98 24,08 51,6 20,64 61,06 18,06
39,56 26,66 55,04 22,36 68,8 18,92
28,38 60,2 24,08 73,96 20,64
46,44 30,96 67,94 26,66 78,26 21,5
49,88 31,82 72,24 27,52 23,22
57,62 36,12 79,98 30,1 96,32 26,66
65,36 40,42 92,02 31,82 110,08 26,66
73,1 43,86 102,34 32,68 119,54 29,24
77,4 48,16 110,08 36,98 31,82
51,6 120,4 39,56 140,18 34,4
98,04 57,62 135,88 45,58 163,4 37,84
                             

 









Читайте также:

  1. B. Определим максимальный тепловой поток на вентиляцию
  2. XII. ТАЙНЫЕ ВЫБОРЫ ПАТРИАРХА
  3. Анализ и выбор элементной базы .
  4. Анализ конкурентов - гостиниц г. Выборга
  5. Анализ основных показателей эффективности деятельности гостиницы «Атлантик» г. Выборг
  6. Анализ проблем деятельности службы приема и размещения в гостинице Атлантик г. Выборг
  7. Анализ рисков и выбор оптимальной стратегии
  8. Аудиторская выборка. ФП(С)АД №16 «Аудиторская выборка»
  9. Бальный метод выбора наиболее конкурентоспособной модели.
  10. Безграничность потребностей. Проблема редкости. Проблема выбора. Кривая производственных возможностей общества. Графическая трактовка.
  11. Большое значение имеет право на пользование родным языком, на свободный выбор языка общения, воспитания, обучения и творчества.
  12. В титаническом борении Добра со злом, Света с тьмой, Правды с ложью для христианской Церкви нет вопроса о выборе места: место ее предуказано самой ее основой, смыслом, задачей, целью.


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 260;


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