- •Введение
- •Теплоизоляционные материалы
- •Материалы для защитных покрытий тепловой изоляции
- •Определение толщины тепловой изоляции по заданной температуре на поверхности
- •Рассчитанная общая толщина изоляции не должна превышать предельных значений, конкретные значения которых приведены в табл. П4.
- •Порядок выполнения работы
- •Приложения
- •Материалов
- •Поверхностей
- •Литература
Материалы для защитных покрытий тепловой изоляции
Для защиты от механических повреждений и преждевременного разрушения основной теплоизоляционный слой закрывают наружным покровным слоем. Наиболее часто в качестве покровного слоя применяют металлические и асбоцементные листовые материалы, штукатурные покрытия, рулонные материалы, стеклопластики, хлопчатобумажные ткани и стеклоткани.
Определение толщины тепловой изоляции по заданной температуре на поверхности
В данном случае изоляция необходима как средство, предохраняющее персонал от ожогов при соприкосновении с горячей поверхностью.
Температуру на
поверхности изоляции
принимают равной:
для изолируемых поверхностей, расположенных в закрытых помещениях 45 0C;
на открытом воздухе 60 0C при штукатурном защитном покрытии и 50 – 55 0C при металлическом покрытии.
Исходными данными для расчета тепловой изоляции в самом общем случае являются:
а) температура теплоносителя;
б) температура окружающего воздуха;
в) температура на поверхности изоляции;
г) диаметр изолируемого объекта.
Расчетные формулы получаются преобразованием традиционных соотношений теплопередачи.
Толщина теплоизоляционного слоя, обеспечивающая заданную температуру на поверхности однослойной изоляции определяется:
для плоских и цилиндрических поверхностей диаметром 2 м и более
; (1)
для цилиндрических объектов с диаметром менее 2 м
. (2)
Для многослойных поверхностей толщина изоляции может быть определена из совместного решения уравнений теплопроводности для внутреннего и наружного слоев и уравнения теплоотдачи:
для плоских и цилиндрических поверхностей диаметром 2 м и более
; (3)
; (4)
. (5)
для цилиндрических объектов с диаметром менее 2 м
; (6)
; (7)
. (8)
В этих уравнениях
-
толщина i-го слоя изоляции, м;
-
температура изолируемой поверхности
объекта, С.
В практических расчетах принимается
равной температуре среды (теплоносителя)
;
- температура наружной поверхности изоляции, С;
-
температура между внутренним и наружным
изоляционными слоями, С;
-
температура окружающей среды, С;
-
коэффициент теплопроводность i-го слоя
изоляции, Вт/(м
К). Определяется по табл.П1 в зависимости
от выбранного материала и средней
температуры изоляционного слоя.
- диаметры наружный
изолируемого объекта, первого слоя (в
случае двухслойной конструкции) и
наружной поверхности изоляции, м.
-
коэффициент теплоотдачи от поверхности
изоляции к окружающей среде, Вт/(м2К).
Величина коэффициента теплоотдачи
в большинстве случаев не имеет
определяющего значения и может принята
приближенно по табл. П2.
Более точно величина
определяется как сумма двух слагаемых
– коэффициента теплоотдачи конвекцией
и коэффициента теплоотдачи излучением
. (10)
Для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией объектов, расположенных в помещениях, пользуются формулами:
при
; (11)
при
(12)
где в Вт/(м2К);
- разность температур
теплоотдающей поверхности и окружающего
воздуха, С.
Первую из вышеприведенных формул (11) можно использовать для объектов большого диаметра и плоских поверхностей,а вторую формулу (12) для труб малого диаметра.
На открытом воздухе
наличие ветра увеличивает теплоотдачу
конвекцией. Влияние скорости ветра
в расчетах тепловой изоляции учитывается
следующими формулами:
для плоской стенки
с размером поверхности
в направлении ветра
; (13)
для трубопроводов
диаметром
с
изоляцией
. (14)
Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формуле, Вт/(м2К)
, (15)
где
- температура теплоизоляционной
поверхности, К;
- температура
окружающего воздуха, К;
- коэффициент
излучения, Вт/(м2
К). Для различных поверхностей значения
коэффициента
приведены
в табл. П3.
При выполнении
практических расчетов цилиндрических
объектов следует задаться толщиной
соответствующего слоя изоляции. В случае
существенной разницы между заданным и
найденным значением расчет повторяют
с применением уточненного значения
.
Причем температура на поверхности
любого слоя не должна превышать
максимальной температуры применения
материала.
Расчет многослойной изоляции ведется последовательно от внутренних слоев к наружным.
