Розрахунок товщини теплової ізоляції трубопроводів
У конструкціях теплоізоляції обладнання і трубопроводів з температурою містяться в них речовин в діапазоні від 20 до 300 ° С
для всіх способів прокладання, крім безканальної, слід застосовувати
теплоізоляційні матеріали та вироби з щільністю не більше 200 кг / м 3
і коефіцієнтом теплопровідності в сухому стані не більше 0,06
Для теплоізоляційного шару трубопроводів при безканальної
прокладці слід застосовувати матеріали з щільністю не більше 400 кг / м 3 і коефіцієнтом теплопровідності не більше 0,07 Вт / (м · К).
Розрахунок товщини теплової ізоляції трубопроводовδk, м по нормованої щільності теплового потоку виконують за формулою:
де - зовнішній діаметр трубопроводу, м;
відношення зовнішнього діаметра ізоляційного шару до діаметру трубопроводу.
Величину визначають за формулою:
підставу натурального логарифма;
теплопровідність теплоізоляційного шару Вт / (м · o С) визначається за додатком 14.
Rк - термічний опір шару ізоляції, м · ° С / Вт, величину якого визначають при підземної канальної прокладки трубопроводу за формулою:
де сумарне термічний опір шару ізоляції та інших додаткових термічних опорів на шляху теплового
потоку, м · ° С / Вт визначається за формулою:
де середня за період експлуатації температура теплоносія, о С. Відповідно до [6] її слід приймати при різних температурних режимах по таблиці 6:
Таблиця 6 - Температура теплоносія при різних режимах
Температурні режими водяних теплових мереж, o C
середньорічна температура грунту, для різних міст вказана в [9, c 360]
нормована лінійна щільність теплового потоку, Вт / м (приймається по пріложенію15);
коефіцієнт, що приймається за додатком 16;
коефіцієнт взаємного впливу температурних полів сусідніх трубопроводів;
термічний опір поверхні теплоізоляційного шару, м · o С / Вт, визначається за формулою:
де коефіцієнт тепловіддачі з поверхні теплової ізоляції в
навколишнє повітря, Вт / (м. · ° С) який, згідно з [6], приймається під час прокладання в каналах. Вт / (м · ° С);
d - зовнішній діаметр трубопроводу, м;
термічний опір внутрішньої поверхні каналу, м · o С / Вт, визначається за формулою:
де коефіцієнт тепловіддачі від повітря до внутрішньої поверхні каналу, αe = 8 Вт / (м. · ° С);
внутрішній еквівалентний діаметр каналу, м, визначається
периметр сторін за внутрішніми розмірами каналу, м; (Розміри каналів наведені в додатку 17)
внутрішній перетин каналу, м 2;
термічний опір стінки каналу, м · o С / Вт визначається за формулою:
де теплопровідність стінки каналу, для залізобетону
зовнішній еквівалентний діаметр каналу, який визначається за зовнішніми розмірами каналу, м;
термічний опір ґрунту, м · o С / Вт визначається за формулою:
де коефіцієнт теплопровідності ґрунту, залежить від його
структури і вологості. При відсутності даних значення можна приймати для вологих ґрунтів 2,0-2,5 Вт / (м · ° С), для сухих ґрунтів 1,0-1,5 Вт / (м · ° С);
глибина закладення осі теплопроводу від поверхні землі, м.
Розрахункову товщину теплоізоляційного шару в конструкціях теплової ізоляції на основі волокнистих матеріалів і виробів (матів, плит, полотен) слід округляти до значень, кратних 10 мм. У конструкціях на основі мінераловатних полуцилиндров, жорстких пористих матеріалів, матеріалів з спіненого синтетичного каучуку, пінополіетилену і пінопластів слід приймати найближчу до розрахункової товщину виробів нормативними документами на відповідні матеріали.
Якщо розрахункова товщина теплоізоляційного шару не збігається з номенклатурної товщиною обраного матеріалу, слід приймати по
діючої номенклатурі найближчу вищу товщину
теплоізоляційного матеріалу. Допускається приймати найближчу нижчу товщину теплоізоляційного шару в випадках розрахунку по температурі на поверхні ізоляції і нормам щільності теплового потоку, якщо різниця між розрахунковою і номенклатурної товщиною не перевищує 3 мм.
ПРИКЛАД 8. Визначити товщину теплової ізоляції по нормованої щільності теплового потоку для двотрубної теплової мережі з dн = 325 мм, прокладеної в каналі типу КЛ 120x60. Глибина закладення каналу h к = 0,8 м,
Середньорічна температура грунту на глибині залягання осі трубопроводів tгр = 5,5 o C, теплопровідність грунту λгр = 2,0 Вт / (м · o C), теплова ізоляція - мати теплоізоляційні з мінеральної вати на синтетичному сполучному. Температурний режим теплової мережі 150-70 o C.
За формулою (51) визначимо внутрішній і зовнішній еквівалентний діаметр каналу по внутрішнім і зовнішнім розмірам його поперечного перерізу:
Визначимо по формулі (50) термічний опір внутрішньої поверхні каналу
За формулою (52) розрахуємо термічний опір стінки каналу:
За формулою (49) визначимо термічний опір грунту:
Прийнявши температуру поверхні теплоізоляції. (Додаток) визначимо середні температури теплоізоляційних шарів виходу та повернення води:
Використовуючи додаток, визначимо також коефіцієнти теплопровідності теплової ізоляції (матів теплоізоляційних з мінеральної вати на синтетичному сполучному):
За формулою (49) визначимо термічний опір поверхні теплоізоляційного шару
За формулою (48) визначимо сумарні термічні опори для виходу та повернення води:
Визначимо коефіцієнти взаємного впливу температурних полів виходу та повернення води:
Визначимо необхідні термічні опору шарів для виходу та повернення води за формулою (47):
Величину B для виходу та повернення води визначимо по формулі (46):
Визначимо товщину теплової ізоляції для виходу та повернення води за формулою (45):
Приймаємо товщину основного шару ізоляції для виходу та повернення води однаковою і дорівнює 100 мм.
Міністерство освіти і науки України вищої професійної освіти український державний професійно-педагогічний університет Інститут електроенергетики та інформатики Кафедра автоматизованих систем електропостачання
Курсовий проект з дисципліни
«Теплопостачання промислових підприємств і міст»
1. Енергозберігаючі заходи забезпечуються проведенням робіт по утепленню будинків при
капітальних і поточних ремонтах, спрямованих на зниження теплових втрат.
2. Укрупнені показники будівель за новими типовими проектами наведені з урахуванням впровадження
прогресивних архітектурно-планувальних рішень і застосування будівельних конструкцій з
поліпшеними теплофізичними властивостями, що забезпечують зниження теплових втрат.
Питомі теплові характеристики житлових і громадських будівель
Питомі теплові хар-ки, Вт / м
Розрахункова температура. o C
житлові цегельні будівлі
житлові 5-ти поверхові крупно-блокові будівлі, житлові 9-ти поверхові крупно-панельні будинки
клуби, будинки культури
театри. цирки, концертні і видовищно-спортивні зали
універмаги, магазини промтоварні
дитячі садки і ясла
школи та вищі навчальні заклади
лікарні та диспансери
лазні, душові павільйони
підприємства громадського харчування, їдальні, фабрики-кухні
комбінати побутового обслуговування, будинки побуту
Поправочний коефіцієнт α до величини
Розрахункова температура зовнішнього повітря, ° С
Розрахункова температура зовнішнього повітря, ° С
Норми витрати гарячої води (по СНиП 02.04.01-85 "Внутрішній водопровід і каналізація будівель")
на добу найбільшого водоспоживання, л / сут
максимально годинний, л / год
Житлові будинки квартирного типу, обладнані:
умивальниками, мийками та душами
сидячими ваннами і душами
ваннами довжиною від 1,5 м до 1,7 м і душами