3.Расчет низкотемпературных трубопроводов по нормированной линейной плотности теплового потока

Расчет толщины теплоизоляционного слоя в низкотемпературных трубопроводах (с диаметром менее 2 м) проводится различными способами в зависимости от поставленных задач.

Можно выделить 3 способа:

1. По нормированной линейной плотности теплового потока

2. С целью предотвращения конденсации влаги из окр. воздуха на внешней поверхности изоляционной конструкции.

3. По заданному значению повышению температуры хладоносителя, транспортируемого по трубопроводу.

Расчет по нормированной линейной плотности теплового потока

- температура наружного воздуха, рекомендуют принимать равной средней за год, если трубопровод находится на открытом воздухе (по СНИП); если в помещении то

- тем-ра среды находящаяся в трубопроводе;

- коэф-т теплоотдачи от наружного воздуха к наружной поверхности изоляции конструкции, . Он зависит: от покрытия ( с малым коэф-м излучения – оцинкованная сталь, алюминиевые листы, с высоким коэф-м излучения – штукатурка, краски); от положения трубопровода ( горизонтальное - меньше , вертикальное – больше); и при расположении на открытом воздухе зависит от скорости воздуха (чем выше скорость, тем больше ).

- коэф-т теплоотдачи от внутренней пов-ти трубы к среде. Зависит от вида среды, агрегатного состояния среды, режима течения среды и др.

- коэф-т теплопроводности изоляционного материала, .

-коэф-т теплопроводности материала трубы.

Из рисунка следует:

- термическое сопротивление передачи теплоты от наружного воздуха к наружной пов-ти ограждения.

- термическое сопротивление передачи теплоты через слой ТИМ.

- термическое сопротивление передачи теплоты через материал требопровода. В дальнейших расчетах этой величиной пренебрегаем из-за малости по сравнениюс

.

- термическое сопротивление передачи теплоты от внутренейпов-ти к среде, в расчетах пренебрегают.

Принимая во внимание эти допущения:

Из формулы выразим :

, ,

Для расчета используют метод последовательных приближений.

4 Система непосредственного охлаждения. Дост-ва, нед-ки, область применения. Батарейное и воздушное охлаждение.

« +» сист. непоср. охлаждения (по сравн. с сист. охл. с помощью промежут. хладоносителя): 1) меньшие первоначальные затраты и упрощение обслуживания; 2) меньше затраты электроэнергии, т.к. а) для поддержания определ. температуры в помещении температура кипения х/а в непоср. системах охлаждения выше; б) доп. расход эл.- эн. на привод насоса и доп. нагрузка на КМ, возникающая в результате превращения в теплоту работы насоса.); 3) большая долговечность и надежность. «-»: 1) Применяемые х/а могут быть опасны для людей, работающих в охлаждаемых помещениях (аммиак); 2) попадание х/а в охлаждаемый продукт из-за различного рода неплотностей может вызвать необратимые изменения качества продукта; 3) при большом количестве охлаждаемых объектов возникает трудность распределения хладагента по этим объектам в соответствии с изменяющейся тепловой нагрузкой. Следствием этого является трудность защиты КМ от гидравлического удара. С применением средств автоматики, а также благодаря схемным решениям х/уст. уменьш. опасность гидравлич. удара. 4) Влияние статического давления столба жидкости на температуру кипения.

Циркуляция воздуха в охлаждаемом объекте может быть естественной и вынужденной. Естественная возникает при батарейном (тихом) охлаждении. Батареи располагают в верхней части стен и в районе перекрытия. Скорость движения маленькая ( =0,05-0,15м/с). Батареи следует располагать на пути теплопритоков в охлаждаемое помещение для локализации притоков теплоты, влаги в месте их проникновения и исключения их попадания внутрь. Тем самым уменьшаются колебания температур и влажности воздуха в грузовом объеме камеры. Батареи бывают потолочные и пристенные. При их размещении желательно рассредоточивать батареи по всей площади ограждения для исключения застойных зон. В настоящее время широко используются батареи из оребренных труб.

Их использование позволило уменьшить расход метала по отношению к гладким трубам в 2-2,5 раза; в 3-4 раза сократить расход труб; в 3-4 раза уменьшить емкость труб по х.а. Недостатки: - батареи из оребренных труб компактны, т.е. значительная площадь ограждения оказывается незащищенной от проникновения теплоты, что приводит к неравномерности в распределении температуры воздуха по объему и высоте камеры; - быстрое снижение их производительности при образовании на поверхности инея, заполняющего межреберное пространство. В то же время укладка грузов может производится т.обр., что батареи будут располагаться над проходами. Это позволяет производить оттайку снеговой шубы с поверхности батарей без удаления груза из камеры. Потолочные оребренные батареи выполняют двухрядными, пристенные выполняют однорядными по ширине и размещают в верхней зоне стен. Конструктивно батареи могут быть коллекторными и змеевиковыми. Для изготовления батарей используются стандартные секции.

Вынужденная циркуляция воздуха в помещении создается воздухоохладителями. «+»: -равномерное распределение температуры воздуха в помещении; -уменьшение металлоемкости (в 2-3р) по сравнению с оребренными батареями(т.к. К выше в 2-3р); -ускорение процесса холодильной обработки; -уменьшение емкости по х.а.; -облегчение процесса оттаивания инея с охлаждающей поверхности и возможность его автоматизации. «-»: -дополнительный расход эл. энергии на привод вентилятора и на привод КМ для нейтрализации теплоты, в кот. превращается работа вентилятора; -повышенная усушка неупакованных грузов. Применение в/охл связано с проблемами воздухораспределения, т.е. создания в объеме камеры равномерного поля скоростей движения воздуха с определенными заданными параметрами. Различают системы бесканального, одноканального, канального распределения. В бесканальных для обеспечения равномерного поля скоростей рекомендуется располагать в/охл равномерно по площади потолка. Система одноканального предполагает наличие нагнетательного канала с расположенными по длине щелями или насадками. Каналы или воздуховоды могут быть 2-ух исполнений: -каналы равного статического давления, которые изготавливаются с переменной по длине площадью сечения и постоянной по длине площадью щелей ( ); -каналы переменного статического давления, которые имеют постоянную площадь сечения по длине, но переменную площадь распределительных насадок щелей (ширина щелей увеличивается по длине, чтобыG=const). Системы канального распределения состоят из 2-ух воздуховодов: нагнетательного и всасывающего.