Задание 2

1. Определить оптимальную толщину изоляции .

2. Сделать выводы о влиянии изменения толщины тепловой изоляции на суммарные затраты.

Порядок выполнения работы

Суммарные годовые затраты на 1 м² поверхности изоляции рассчитываются по формуле, р./(м²·год):

_,

где – затраты, обусловленные потерями тепловой энергии через изоляцию, р./(м²·год); – эксплуатационные расходы, р./(м²·год).

Затраты, обусловленные потерями тепловой энергии через изоляцию, определяются по выражению, р./(м²·год):

,

где – годовой объем тепловой энергии, рассеиваемой в окружающую среду с 1 м² поверхности тепловой изоляции, Гкал/(м²·год);  – стоимость тепловой энергии, р./Гкал.

Годовые потери тепловой энергии через 1 м² поверхности изоляции рассчитываются по уравнению, Гкал/(м²·год):

,

где   – величина тепловых потерь с 1 м² поверхности изоляции, ; – усредненное годовое число часов тепловых потерь, ч/год; – температура теплоносителя, °С; – температура окружающего воздуха, °С;  – толщина тепловой изоляции, м;   – коэффициент теплопроводности материала изоляции, ;  – коэффициент теплоотдачи с поверхности изоляции, .

Годовые эксплуатационные расходы на 1 м² изоляции определяются по формуле, р./(м²·год):

,

где – амортизационные отчисления на реновацию изоляции, р./(м²·год); – удельные капитальные затраты на 1 м² поверхности изоляции, р./м²; – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений или ставка банковского процента, 1/год.

Амортизационные отчисления на реновацию изоляции определяются по выражению, р./(м²·год):

,

где – норма амортизационных отчислений для тепловой изоляции, 1/год.

Удельные капитальные затраты на 1 м² поверхности изоляции рассчитываются по уравнению, р./м²:

,

где – переменная составляющая капитальных вложений, зависящая от толщины изоляции, р./м³;  – постоянная составляющая капитальных вложений, не зависящая от толщины изоляции, р./м².

Физический смысл коэффициентов и , заключается в том, что при увеличении толщины тепловой изоляции так называемый покровный слой не изменяет своей толщины, поэтому существует постоянная часть капитальных затрат, не зависящая от толщины изоляции. С другой стороны, толщина внутреннего слоя изменяется пропорционально общей толщине тепловой изоляции, поэтому существует переменная составляющая капитальных вложений, зависящая от толщины изоляции.

Суммарные годовые затраты на 1 м². поверхности изоляции определяются по формуле, р./(м²·год):

_.

Оптимальное значение толщины изоляции определяется в точке минимума суммарных годовых затрат, для этого необходимо найти первую производную , приравнять ее к нулю и выразить из полученного выражения :

Исходные данные

Разность значений температуры теплоносителя и окружающей среды  = 200°C. Коэффициент теплопроводности материала изоляции  –  0,06 . Коэффициент теплоотдачи с поверхности изоляции  – 8 . Переменная составляющая капитальных затрат на изоляцию  – 2000 р./м³. Норма амортизации изоляции  – 8 %. Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений – 0,12.

Прочие исходные данные по вариантам представлены в таблице 2 .

Таблица 2 Исходные данные по вариантам для расчета оптимальной толщины изоляции

Номер варианта	h*, ч/год	, р./Гкал	a2, р./м2	Номер вариант	h*, ч/год	, р./Гкал	a2, р./м2
1	3000	740	400	16	6000	570	600
2	4000	670	600	17	3000	720	300
3	5000	590	500	18	4000	400	200
4	6000	720	400	19	5000	940	200
5	3000	460	300	20	6000	580	400
6	4000	540	200	21	3000	420	400
7	5000	710	200	22	4000	730	200
8	6000	570	400	23	5000	450	200
9	3000	880	300	24	6000	570	300
10	4000	1260	600	25	3000	330	500
11	5000	1190	300	26	4000	560	400
12	6000	920	700	27	5000	440	200
13	3000	350	2000	28	6000	720	200
14	4000	230	400	29	3000	610	500
15	5000	660	400	30	4000	410	300

*- R - коэффициент, устанавливаемый руководителем курсовой работы индивидуально для каждой группы в интервале от 1 до 2.