Прокладка в непрохідному не вентильованому каналі

Вихідними даними для визначення товщини ізоляції одиночного трубопроводу в цьому випадку є:

1) задана величина теплової втрати;

2) температура теплоносія;

3) зовнішній діаметр трубопроводу;

4) глибина закладання каналу, тобто відстань від поверхні грунту до горизонтальної осі симетрії (або за відсутності останньої до осі трубопроводу);

5) основні розміри каналу з зазначенням матеріалу з котрого він виконаний (або креслення каналу);

6) характеристика ґрунту (рід ґрунту, вологість);

7) Температура ґрунту (природна) на глибині закладання каналу;

Повний термічний опір системи R_ℓ = ; є сумою термічного опору ізоляційного шару R_ℓіз = ℓ_n ;

Опору тепловіддачі від поверхні ізоляції до повітря в середині каналу

R_ℓз = ;

Опору тепловіддачі від повітря в середині каналу до зовнішньої стінки каналу

R_ℓвк = ;

Термічного опору стінок каналу

R_ℓк = · ℓ_n ;

Термічного опору ґрунту, котрий визначається за формулою:

R_ℓгр = · ℓ_n ;

де d_е.в.к. і d_е.з.к. – е еквівалентні внутрішній і зовнішній діаметри каналу.

Як правило, канал має не круглу, а прямокутну або склепінчасту форму, еквівалентний діаметр котрої визначається за формулою:

d_е.к. = м;

F – площа поперечного перетину, м²

U – периметр перерізу, м

При чому для визначення d_е.в.к. – приймаються внутрішні розміри каналу;

при визначенні d_е.з.к. – зовнішні.

На основі вищенаведеного значення:

R_ℓ = R_ℓiз + R_ℓз + R_ℓвк + R_ℓк + R_ℓгр =

= ℓ_n + + +

+ ℓ_n + ℓ_n [м · год. · ^оС/ ккал]

Стінки каналу зазвичай складаються з матеріалів, коефіцієнт теплопровідності котрих порівняно мало відрізняється від коефіцієнту теплопровідності грунту, тому у більшості випадків можна приймати λ_к ≈ λ_гр

Для визначення товщини ізоляційного шару на початку знаходиться величина ℓ_n :

ℓ_n = 2πλ_iз [R_ℓ - (R_ℓз + R_ℓвк + R_ℓгр)] =

= 2πλ_iз

Орієнтовно вологість матеріалу необхідно приймати рівною 5% по об'єму. Для практичних розрахунків коефіцієнт теплопровідності матеріалу ізоляції необхідно збільшувати на 25%. Однак за сприятливих умов роботи ізоляції (відносно сухий грунт, висока температура теплоносія, відсутність перерв в роботі теплопроводу) достатньо прийняти запас в 10%.

Для визначення коефіцієнту теплопровідності теплоізоляції значення t_ср може бути прийнято орієнтовно, виходячи з температури поверхні ізоляції.

t_n = 60 ÷ 70 ^оС

Коефіцієнт тепловіддачі від поверхні ізоляції до повітря в середині каналу і від повітря в середині каналу до стінки каналу приймаються рівними.

α_з = α_вк = 9 ккал/м² · год. · ^оС

Для визначення величини R_ℓз значенням d_з + 2 δ_із необхідно наперед задати.

q_ℓ = ; [ккал/м · год. ]

Іноді необхідно знати температуру повітря в середині каналу, якщо відома теплова втрата q_ℓ то:

t_к = t_гр. + К_п q_ℓ (R_ℓвк + R_ℓгр) [^оС]

Якщо відомий термічний опір ізоляції R_ℓiз то:

t_к = t_гр. + [^оС]

К_п – коефіцієнт, що враховує додаткові втрати тепла через опори.

Для двохтрубної прокладки в спільному непрохідному каналі при заданих теплових втратах з кожної труби, товщина ізоляції визначається наступним чином.

1. Визначається температура повітря в каналі

t_к = t_гр. + К_п (q_ℓІ + q_ℓІІ)(R_ℓвк + R_ℓгр) [^оС]

2. Визначається величина ℓ_n для кожного трубопроводу за формулами Для першого трубопроводу:

ℓ_n = 2πλ_iзІ 2πλ_iзІ ;

Для другого трубопроводу

ℓ_n = 2πλ_iзІІ 2πλ_iзІІ ;

далі за звичною методикою

При визначенні величини R_ℓзІ і R_ℓзІІ необхідно задатись орієнтовними значеннями d_ізІ і d_ізІI.

Для визначення втрат тепла трубопроводами при відомих термічних опорах ізоляційних шарів. Також необхідно спочатку визначити температуру повітря в каналі.

t_к = ; [^оС]

Потім визначаються величини q_ℓІ + q_ℓІІ

Для першого трубопроводу

q_ℓІ = ; [ккал/м · год. ]

Для другого трубопроводу

q_ℓІІ = ; [м² · год. · ^оС

Викладена вище методика розрахунку передбачає, що канал, або трубопровід при безканальній прокладці, прокладений достатньо глибоко і відношення або при безканальній прокладці, дорівнює або більше 2,5. Якщо це відношення має менше значення в розрахунок необхідно внести наступні зміни.

Визначення величини R_ℓгр по формулі:

R_ℓгр = ℓ_n [м · год. · ^оС/ккал]

де h_n – приведена глибина закладення:

h_n = h + ;

де α_{з от.пов.} – коефіцієнт тепловіддачі від поверхні грунту в навколишнє повітря (ккал/м² · год. · ^оС)

d_ек – еквівалентний діаметр каналу.

Дата добавления: 2015-05-26