Термическое сопротивление грунта

В подземных теплопроводах одним из термических сопротивлений является термическое сопротивление грунта.

При подсчете тепловых потерь за температуру окружающей среды t₀ принимают, как правило, естественную температуру грунта на глубине заложения оси теплопровода.

Только при малых глубинах заложения оси теплопровода (h/d < 2) за температуру окружающей среды принимают естественную температуру поверхности грунта.

Термическое сопротивление грунта может быть определено по формуле Форхгеймера (рис. 56)

  (18)

где λ_гр - теплопроводность грунта; h - глубина заложения оси теплопровода; d - диаметр теплопровода.

Рис. 56. Схема однотрубного бесканального теплопровода.

При укладке подземных теплопроводов в каналах, имеющих форму, отличную от цилиндрической, в (18) вместо диаметра подставляют эквивалентный диаметр:

  (19)

где F - площадь сечения канала, м² ; П - периметр канала, м.

В тех случаях, когда h/d > 2, формулу Форхгеймера можно упростить, принимая с некоторым приближением радикал равным 2h/d. При этом допущении:

   (20)

Теплопроводность грунта λ_гр зависит главным образом от его влажности и температуры.

При температурах грунта t₀ = 10-40 °С теплопроводность грунта средней влажности находится в пределах 1,2-2,5 Вт/(м·К).

При малой глубине заложения подземного теплопровода (h/d < 2) температура поверхности грунта над теплопроводом может существенно отличаться от естественной температуры поверхности грунта. Во избежание ошибок подсчет теплопотерь проводят по температуре наружного воздуха. В этом случае термическое сопротивление грунта (18) определяют не по действительной, а по приведенной глубине заложения оси теплопровода:

  (21)

где h_ф - толщина фиктивного слоя грунта, м; h - действительная глубина заложения оси теплопровода, м;

  (22)

где α - коэффициент теплоотдачи на поверхности грунта.

Фиктивный слой имеет сопротивление, равное сопротивлению поверхности.

5. Руководство по выполнению лабораторной работы

1. Изучить приведенные выше краткие теоретические сведения.

2. Ознакомиться с имеющимися в лаборатории образцами оборудования и материалов для систем теплоснабжения и тепловых сетей –

стендом «Теплоизоляционные материалы», образцами труб тепловых сетей в пенополиуретановой теплоизоляции разных диаметров и подвижных опор.

3. Научиться выбирать и применять оборудование для систем систем теплоснабжения и тепловых сетей, используя информацию из Интернета и элект­ронной базы данных о современной продукции и ее ведущих производителях и поставщиках.

4. Ответить на контрольные вопросы.

5. Сдать на проверку преподавателю в электронном виде отчет об индивидуальной самостоятельной работе, описанной в пунктах 3 и 4.

6. Подготовить и защитить отчет о результатах работы.

6. Требования к оформлению отчета

Отчет о выполнении лабораторной работы должен содержать:

1 – название лабораторной работы, ее цели и задачи;

2 – ответы на контрольные вопросы;

3 – подробную информацию о результатах работы в Интернете для изучения технических характеристик разных современных видов оборудования и материалов для систем теплоснабжения и тепловых сетей, особенностей их правильного выбора и применения (названия, сайты их изготовителей и поставщиков, таблицы, схемы и т.д.).

Такой отчет может быть подготовлен студентом в электронном виде и сдан на подписанном им CD-диске (с указанием номера группы и фамилии, имени и отчества) вместе с отчетами по другим работам.