Расчет теплоизоляции заключается в определении необходимой толщины основного изоляционного слоя. Толщину основного изоляционного слоя определяют по нормам теплопотерь.
Таблица 6.Тепловой поток с 1 м длины трубопровода для водяных тепловых сетей
Наружный диаметр труб, мм. | Допустимый тепловой поток Вт/м с 1 м длины трубопровода. | |||||
Подающего при температурном графике. | Обратного | |||||
95-70 0С ср = 650С | 150-70 0С ср = 900С | ср = 500С | ||||
n>5000 | n<5000 | n>5000 | n<5000 | n>5000 | n<5000 | |
При заданной норме теплопотерь и известных среднегодовых температурах теплоносителя и окружающей среды общее сопротивление теплопередач, , м,0С/Вт, 1 м длины трубопровода определяют по формуле
, (59)
Общее сопротивление теплопередачи состоит из суммы следующих сопротивлений:
1- Rиз- сопротивление основного изоляционного слоя.
2- Rн –сопротивление перехода теплоты от поверхности изоляции к воздухо-каналу.
3- Rкан – сопротивление теплообмена у поверхности конструкции канала.
4- Rгр - сопротивление грунта.
5- R1-2 – сопротивление взаимного влияния труб.
R=Rиз+Rн+Rкан+Rгр+R1-2, (60)
м 0С/Вт, (61)
где - коэффициент теплообмена у наружной поверхности
,Вт/м,0С; принимается
= 8,14
dk – диаметр конструкции изоляции, ,м.
, (62)
Таблица 7. Предельная толщина тепловой изоляции
Условный диаметр трубопровода, мм. | Толщина изоляции, включая покровный слой при подземной прокладке в непроходных каналах. | |
Для водяных теплосетей и конденсатопроводов | Для паровых сетей | |
200-205 | ||
, (63)
где - эквивалентный диаметр канала.
, (64)
F- Площадь канала в живом сечении, м2.
P - Периметр канала.
, (65)
h – Глубина залегания тепловой сети до оси трубопровода.
- теплопроводность грунта, Вт/м 0С, зависит от вида и влажности грунта.
Для сухих грунтов Вт/м 0С
Для маловлажных Вт/м 0С
Для средневлажных Вт/м 0С
Для сильновлажных Вт/м 0С
, (66)
- коэффициент, учитывающий взаимное влияние трубопроводов
, (67)
При вычислении сопротивлений отдельных конструктивных слоев определяют сопротивления основного изоляционного слоя, , м 0С/Вт.
.
, (68)
Толщину основного изоляционного слоя вычисляем из уравнения
, (69)
После вычисления толщины изоляции сравнивают расчетное значение со значением таблицы №4 и берут стандартную толщину , если
>
.
3.7. Расчет толщины изоляции для тепловых сетей, проложенных надземным способом
Исходными данными являются:
1. Схема тепловой сети.
2. Наружный диаметр каждого участка тепловой сети,мм.
3. Длина каждого участка, м.
4. Расход воды м3/ч.
Для тепловой сети предварительно произведем гидравлический расчет.
1.Для магистрали определяем
, (70)
Тепловые потери через арматуру учитываются, для внешних тепловых сетей k=1,25. G принимают в кг/ч.
2.Находим распределение температуры по длине расчетной магистрали.
, 0С, (71)
, 0С, (72)
3.Определение толщины изоляционного слоя производим для каждого участка, для этого имеем: tн; tкон; G, кг/ч; ,
,м.
, (73)
, (74)
, (75)
- термическое сопротивление наружной поверхности трубы берем из таблицы.
Таблица 8.Ориентировочные значения Rен и Rн
Ду | Внутри помещения | На открытом воздухе | |||||
Для поверхностей с малым коэффициентом излучения | Для поверхностей с высоким коэффициентом излучения. | ||||||
При температуре теплоносителя 0С | |||||||
0,5 | 0,35 | 0,33 | 0,22 | 0,12 | 0,09 | ||
0,45 | 0,30 | 0,29 | 0,20 | 0,10 | 0,07 | ||
0,40 | 0,25 | 0,25 | 0,17 | 0,09 | 0,06 | ||
0,25 | 0,19 | 0,15 | 0,11 | 0,07 | 0,05 | ||
0,21 | 0,17 | 0,13 | 0,10 | 0,05 | 0,04 | ||
0,18 | 0,15 | 0,12 | 0,09 | 0,05 | 0,04 | ||
0,16 | 0,13 | 0,10 | 0,08 | 0,04 | 0,03 | ||
0,13 | 0,10 | 0,09 | 0,07 | 0,03 | 0,03 | ||
0,11 | 0,09 | 0,08 | 0,07 | 0,03 | 0,02 | ||
0,10 | 0,08 | 0,07 | 0,06 | 0,03 | 0,02 | ||
0,09 | 0,07 | 0,06 | 0,05 | 0,02 | 0,02 | ||
Плоская поверхность | 0,14 | 0,14 | 0,09 | 0,09 | 0,03 | 0,03 | |
По таблице натуральных логарифмов находим ;
(7)
, (76)
Учитываем термическое сопротивление покровного слоя в виде поправок:
1.Для асбозуритовой штукатурки толщина равна 10-20-15мм
2.Для асбестоцементной штукатурки толщина равна 10,15,20 мм
ЛИТЕРАТУРА
1 Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети.- М.: Энергоиздат, 1982.
2. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для ВУЗОВ, М.: Издательство МЭИ,1999.
3. Козин В.В. Теплоснабжение.- М.: Высшая школа, 1980.
4. Сафонов А. П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям, М., Энергия, 1968.
5. Павлов И.И., Фёдоров М. Н. Котельные установки и тепловые сети, Москва, Стройиэдат, 1986
6.Варфоломеев Ю.М. Кокорин О. Я. Отопление и тепловые сети, Москва, ИНФРА-М, 2008.
7. Справочник проектировщика. Под ред. Староверова И. Г. И Шиллера Ю. И. 4 изд. М.: Стройиздат, 1990.
8. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. – М.: ФГУП ЦПП, 2004.
9. РД-10-249-98. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.
10. СП41-101-95. Проектирование тепловых пунктов.
11. Боровков В.М., Калютик А.А, Сергеев В.В. Ремонт теплотехнического оборудования и тепловых сетей, Москва, Издательский центр «Академия»,2011.
12. Хрусталёв Б.М. Кувшинов Ю.Я., Копко В.М. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование, 2008
13. Справочник строителя тепловых сетей; под общей редакцией Захаренко С. Е. М., Энергоатомиздат, 1984.
14. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник /Манюк В. И. и др. /- М.: Стройиздат, 1988