15. Выбор конструкции тепловой изоляции и её расчет

Целью расчёта тепловой изоляции является подбор такой толщины изоляции, чтобы потеря тепла трубопроводом в окружающую среду не превышала нормы.

За расчётный принимаем подающий трубопровод . В качестве покровного слоя принимаем стеклопластик рулонный, толщиной которого в расчётах можно пренебречь. Поэтому .

В качестве основного слоя принимаем минераловатные прошивные изделия. Коэффициент теплопроводности при средней температуре теплоносителя :

С учётом возможности увлажнённого состояния рекомендуется вводить поправочный коэффициент 1,3. Тогда:

Принимаем в расчётах вид грунтов – влажные суглинки. Коэффициент теплопроводности грунта принимаем по [6] табл. 14:

Расчётный участок трубопровода прокладывается в непроходном канале типа КЛ180х90. Периметр канала:

Эквивалентный диаметр канала:

- глубина заложения трубопровода от поверхности земли до его оси.

- температура окружающей среды. Принимаем по климатическим данным для города. При отсутствии данных принимаем .

Норма потерь тепла:

- подающим трубопроводом

- обратным трубопроводом

Расчёт:

1. Полное термическое сопротивление подлежащего изоляции трубопровода определяется по нормам потерь тепла:

2. Полное термическое сопротивление трубопровода можно определить суммой:

,

где - сумма частных термических сопротивлений изолированного теплопровода, без сопротивления основного слоя изолированной конструкции:

2.1 - термическое сопротивление покровного слоя. При применении рулонного стеклопластика им можно пренебречь.

2.2 Термическое сопротивление теплоотдачи в окружающий воздух:

,

где - коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляционной конструкции в окружающую среду.

2.3 Термическое сопротивление теплоотдачи от воздуха к стенке канала:

,

где - коэффициент теплоотдачи от воздуха внутри канала к стенке канала.

2.4 Термическое сопротивление грунта для канала:

.

2.5 Термическое сопротивление взаимного влияния трубопроводов для подающего при двух трубной прокладке:

,

где - коэффициент определения для подающего трубопровода дополнительного термического сопротивления взаимного влияния тепловых труб при двухтрубной прокладке труб в одноячейковом канале. Определяется по формуле:

3. .

4. .

5. Определяем теоретическую толщину слоя изоляции:

6. С учётом уплотнения определяем фактическую толщину основного слоя изоляции:

7. По номограммам графическим методом проверяем полученную величину:

Проверка: выполняем пересчёт с фактическими значениями.

1. .

2. .

3. .

4. 

5. . 103,9<121

Определяем температуру на поверхности основного слоя изоляционного покрытия:

16. Расчет на компенсацию тепловых удлинений участка трубопровода с п-образным компенсатором.

Принимаю к расчету компенсатор между Н66 и Н67

Исходные данные:

- условный диаметр трубопровода на расчётном участке;

L = 80 м - расстояние между неподвижными опорами;

L_п - длина свободных плеч, м, определяется по формуле:

Размеры П-образного компенсатора равны Н=4м;

.

1. Определяем приведенную длину осевой линии участка трубопровода по формуле:

2. Координаты упругого центра тяжести:

Х_о = 0 м.

При этом должно выполняться неравенство:

3. Центральный момент инерции относительно оси Х_о определим по формуле:

4. Расчетное тепловое удлинение вдоль оси Х определяют по формуле:

,

где - полное тепловое удлинение:

,

где  = 0,5 - коэффициент, учитывающий релаксацию компенсационных напряжений и предварительную растяжку компенсаторов 50 % полного теплового удлинения при температуре теплоносителя менее 400ºС;

- коэффициент линейного расширения;

5. Сила упругой деформации определяется по формуле:

,

Где

.

6. Максимальный изгибающий момент при определяется по формуле:

7. Изгибающее компенсационное напряжение на спинке компенсатора:

,

где W- момент сопротивления поперечного сечения стенки трубки, принимается по [6] табл. 16.

Должно выполнятся условие

8. Изгибающие компенсационные напряжения на прямых участках:

.