3. Тепловой расчет изоляционных конструкций трубопроводов

В расчете теплоизоляционных конструкций встречаются два термических сопротивления:

- термическое сопротивление поверхности

, (3.1)

- термическое сопротивление изоляции слоя

. (3.2)

Здесь D_Н – наружный (внутренний) диаметр изоляционной конструкции, a_Н – коэффициент теплообмена на наружной (внутренней) поверхности изоляционной конструкции, D_И – наружный диаметр изоляционного слоя, d_И – внутренний диаметр слоя, l_И – коэффициент теплопроводности материала изоляции (табл. 3.1).

Суммарное термическое сопротивление изолированного теплопровода равно сумме термических сопротивлений, встречающихся по направлению теплового потока q (Рис.3.1).

Рис .3.1.

На рисунке: d_В - внутренний диаметр трубопровода;

d_н - наружный диаметр; D_н - наружный диаметр изоляционного слоя; D_И - наружный диаметр изоляционной конструкции.

Таблица 3.1

Характеристика теплоизоляционных материалов и изделий

Материал	Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности lк, Вт/м°С	Температура применения, °С
Маты минераловатные прошивные, ГОСТ 21880-86 марки: 100 125 Маты из стекловолокна, ГОСТ 10499-78,марки: МС35 МС50 Шнур асбестовый, ГОСТ 1797-83, марки: ШАП ШАОН Плиты из стеклянного штапельного волокна, ГОСТ 10499-78 марки: ППТ-50 ППТ-75	102-132 133-162 40-56 58-80 100-160 750-600 42-58 59-86	0,045+0.00021tm 0,049+0.0002tm 0,04+0.0003tm 0,042+0.00028tm 0,093+0.0002tm 0,13+0.00026tm 0,042+0.00035tm 0,044+0.00023tm	От минус 180 до плюс 160 От минус 60 до плюс 180 От 20 до 220 От 20 до 400 От минус 60 до плюс 400

Как показано на рис. 3.2, по направлению потока теплоты встречаются следующие термические сопротивления:

R_S = R_В + R_СТ + R_И + R_ПС + R_Н , (3.3)

где R_ВН – термическое сопротивление внутренней поверхности трубопровода;

R_СТ – термическое сопротивление материала стенки трубопровода;

R_И – термическое сопротивление слоя изоляции;

R_ПС – термическое сопротивление покровного слоя;

R_Н – термическое сопротивление наружной поверхности.

Из перечисленных термических сопротивлений из-за малости пренебрегают сопротивлениями R_В и R_СТ, а термическое сопротивление покровного слоя считают совместно с сопротивлением основного изоляционного слоя. Тепловые потери и термические сопротивления принято относить к единице длины трубопровода.

Тогда

, (3.4)

где a_Н – коэффициент теплоотдачи от изоляции в окружающую среду:

, Вт/(м².град), при скорости ветра w > 1м/с,

, Вт/(м².град), при естественной конвекции.