Теплова ізоляція апаратів і трубопроводів

Тепловим ізолюванням називається захист споруд, трубопроводів та інших об’єктів від небажаного теплообміну з навколишнім середовищем. Така ізоляція забезпечується спеціальними огородженнями із азбесту, повітря, мінеральної вати, спінених полімерів, для яких λ не перевищує 0,07 Вт/м*К. Умовно такі матеріали називаються теплоізоляційними.

Основним критерієм є визначення ізоляційного шару, який забезпечує додержання заданих виробничо технічних вимог, що висуваються до ізоляції.

Мінімально граничні товщини приймаються з конструктивних міркувань не менше 30-40 мм.

Розрахунок товщини теплоізоляційного шару виконується:

1. За допустимою температурою поверхні ізоляції;

2. За допустими тепловими втратами.

Нехай задано допустиму температуру ізоляції плоскої стінки яка розділяє теплоносій з t_p1 і навколишнє середовище з t_p2 :

λ_і- коефіцієнт теплопровідності шару теплової ізоляції;

t₂- температура внутрішньої поверхні шару теплової ізоляції;

t_і- температура допустима поверхні ізоляції;

α₂- коефіцієнт тепловіддачі з боку навколишнього середовища. Як правило він розраховується, а за відсутності необхідних даних приймається 6,11 Вт/м²*К.

t₂ приймають середню максимальну температуру найбільш жаркого місяця.

Допустима температура поверхні ізоляції в робочій зоні 55ºС, не більше 75ºС в не робочій.

Визначення теплоізоляційного шару за допустимими температурами

У випадку коли задано допустимі теплові витрати теплоносія, що має середню температуру t_р1 і знаходиться в за ізольованому просторі, то допустимі витрати і навколишнє середовище теплові витрати:

, де [Q]- допустимі теплові витрати в навколишнє середовище; [R]- допустимий термічний опір;

, де [q]- норма теплового потоку крізь заізольовану поверхню.

Для плоских і циліндричних поверхонь понад 1м [q] крізь заізольовану поверхню можна визначити інтерполяцією за даними наступної таблиці:

tр1	q
	на відкритому повітрі		в приміщенні
	До 5000 год	Понад 5000 год	До 5000 год	Понад 5000 год
-20	15	15	21	21
0	14	14	19	19
20	25	19	27	23
50	44	35	36	29
100	71	54	63	50
150	88	70	85	68

R=R₁+R_c+R_i+R₂>[R]

R₁=1/α₁ – з боку гарячого теплоносія

R_c=δ_c/λ_c – стінки апарату

R_i= δ_i/λ_i - ізоляції

R₂=1/α₂ – тепловіддачі з боку навколишнього середовища

Коефіцієнт тепловіддачі α₂ з боку навколишнього середовища:

для приміщення α₂=7-12 Вт/м²*К>20ºС

на відкритому повітрі α₂=35 Вт/м²*К

За розрахункову температуру для навколишнього середовища t_p2 для ізольованих поверхонь поверхонь розташовується на відкритому повітрі приймаємо середню температуру за рік (Київ 7,2ºС), а для поверхні розташованої в приміщенні згідно технічного завдання або +20ºС.