Тепловая изоляция.
Теплоизоляция (Тепловая изоляция) — это элементы конструкции, уменьшающие процесс теплопередачи и выполняющие роль основного термического сопротивления в конструкции. Также термин может означать материалыдля выполнения таких элементов или комплекс мероприятий по их устройству.
Классификация по принципу нормирования:
Строительная тепловая изоляция - тепловая изоляция ограждающих конструкций (стен, полов, крыш и т.д.);
Техническая тепловая изоляция - тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Основной документ, регламентирующий применение технической тепловой изоляции на территории РФ - Свод правил - СП 61.13330.2012 "Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов";
Специальная тепловая изоляция - вакуумная тепловая изоляция, отражающая тепловая изоляция и т.д.
Классификация по ГОСТ 16381-77 "Материалы и изделия строительные теплоизоляционные"
Материалы и изделия подразделяются по следующим основным признакам:
По виду основного исходного сырья - неорганические, органические;
По структуре - волокнистые, ячеистые, зернистые (сыпучие);
По форме - рыхлые (вата, перлит и др.), плоские (плиты, маты, войлок и др.), фасонные (цилиндры, полуцилиндры, сегменты и др.), шнуровые.
По возгораемости (горючести) - несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.[1]
Теплоизоляция применяется для уменьшения теплопередачи всюду, где необходимо поддерживать заданную температуру, например:
В строительстве теплоизоляция применяется для внутреннего и внешнего изолирования наружных стен зданий, кровель, полов и т. д. Благодаря этому снижается расход энергии на отопление и кондиционирование.
В производстве одежды и обуви. Благодаря теплоизолирующим свойствам одежды человек может без активного движения долгое время пребывать на открытом воздухе в сильный холод или в холодной воде.
В корпусах или ограждающих конструкциях холодильного оборудования, печей. Благодаря теплоизоляции возможно значительно снизить затраты энергии на поддержание требуемой температуры внутри.
Трубопроводы теплотрасс окружают теплоизоляцией для уменьшения охлаждения или нагрева передаваемого теплоносителя. Защищают откоррозии. Теплоизоляция обладает пароизолирующими (не всегда) и шумозащитными свойствами.
Изоляция емкостей, резервуаров, бойлеров.
Изоляция трубопроводной арматуры, где применяются съёмные теплоизоляционные конструкции.
Типы теплообменных аппаратов. Схемы движения рабочих сред в теплообменниках.
Теплообменным
аппаратом называют всякое устройство,
в котором одна жидкость —
горячая среда, передает теплоту
другой жидкости -
холодной среде. В качестве теплоносителей в
тепловых аппаратах используются
разнообразные капельные и упругие жидкости в
самом широком диапазоне давлений и температур.
По принципу работы аппараты делят на
регенеративные, смесительные и
рекуперативные.
В регенеративных
аппаратах горячий теплоноситель отдает
свою теплоту аккумулирующему устройству,
которое в свою очередь периодически
отдает теплоту второй жидкости -
холодному теплоносителю,
т. е. одна и та же поверхность нагрева
омывается то горячей, то холодной жидкостью.
В
смесительных аппаратах передача теплоты
от горячей к холодной жидкости происходит
при непосредственномсмешении обеих жидкостей,
например смешивающие конденсаторы.
Особенно
широкое развитие во всех областях
техники получили рекуперативные
аппараты, в которых теплота от горячей
к холодной жидкости передается
через разделительную стенку. Только
такие аппараты будут рассмотрены в
дальнейшем.
Теплообменные аппараты
могут иметь самые разнообразные
назначения — паровые котлы, конденсаторы,
пароперегреватели, приборы центрального
отопления и т. д. Теплообменные аппараты
в большинстве случаев значительно
отличаются друг от друга как по своим
формам и размерам, так и по применяемым
в них рабочим телам. Несмотря на большое
разнообразие теплообменных аппаратов,
основные положения теплового расчета
для них остаются общими.
В
теплообменных аппаратах
движение жидкости осуществляется
по трем основным схемам.
Если
направление движения горячего и
холодного теплоносителей совпадают,
то такое движение называется прямотоком
(рис.12.3,а).
Если направление движения горячего теплоносителя противоположно движению холодного теплоносителя, то такое движение называется противотоком (рис.12.3,б). Если же горячий теплоноситель движется перпендикулярно движению холодного теплоносителя, то такое движение называется перекрестным током (рис.12.3,в). Кроме этих основных схем движения жидкостей, в теплообменных аппаратах применяют более сложные схемы движения, включающие все три основные схемы.
Порядок конструктивного и проверочного расчета теплообменника. Тепловые расчеты теплообменных аппаратов могут быть проектными и проверочными. Проектные (конструктивные) тепловые расчеты выполняют при проектировании новых аппаратов с целью определения поверхности теплообмена, обеспечивающий передачу заданного количества теплоты от горячего теплоносителя к холодному. Наиболее простым является конструктивный расчет теплообменника, при котором известные начальные и конечные параметры теплоносителей и необходимо рассчитать поверхность теплообмена, то есть фактически сконструировать теплообменник.
Уравнения тепловых балансов горячего и холодного теплоносителей: Q = G1 (i1' - i1") = G2 (i2" - i2') , (5) де ,G1 и G2 - массовый расход горячего и холодного теплоносителей; (i1', i2', i1", i2" - начальная и конечная энтальпии горячего (1) и холодного (2) теплоносителей. Порядок проведения конструктивного расчета заключается в следующем: - С балансового уравнения определяют тепловой поток Q; - По рекомендациям специальной литературы определяют необходимые скорости течения теплоносителей и конструктивные особенности теплообменника (d, проходные сечения); - С помощью теории конвективного теплообмена рассчитывают коэффициенты теплоотдачи а, а затем - коэффициент теплопередачи k; - По уравнению (3.5) определяют температурный напор Аксер '; - Из уравнения теплопередачи (3.1) находят площадь F теплообменника; - По известной площади рассчитывают длину трубок теплообменника. При проверочном расчете известная конструкция теплообменника и начальные параметры теплоносителей. Необходимо рассчитать конечные параметры, т.е. проверить пригодность теплообменника для имеющихся условий. Это более сложный расчет, так как в самом начале необходимо знать конечные температуры теплоносителей, поскольку они входят в уравнение теплового баланса и в уравнение теплопередачи. Часто используют метод последовательных приближений, при этом расчеты лучше проводить на ЭВМ.