книги из ГПНТБ / Нестеров, Ю. Ф. Судовые холодильные установки учебник для институтов водного транспорта

Общее расположение холодильного оборудования в рефриже­ раторном машинном отделении дано на рис. 42. В нем установлены: три фреоновых компрессорно-конденсаторных агрегата 16, 17, 18 ПМАК-ФУ-25 с общей стандартной холодопроизводительностыо 75 000 ккал/ч (87 кВт), два кожухотрубных испарителя 3, 15 МИТР-25 с площадью поверхности охлаждения по 25 м2 каждый, две фреоновые регулирующие станции 2, 14 ФРС-25 с фреоновыми

Рис. 42. Отделение холодильных машин рефрижератора проекта № 585

осушителями ОФ-25 и жидкостными фильтрами ЛФФ-25, два ре­ сивера 1 (ВРЛ-0,05), два теплообменника МТФ-70, три паровых угловых фреоновых фильтра УФФ-50, трубопроводы, автоматиче­ ские и контрольно-измерительные приборы.

В минусовую систему, испаритель 3 которой расположен у пра­ вого борта, входят два компрессорно-конденсаторных агрегата 17 и 18, а в плюсовую — с испарителем 15 у левого борта — один аг­

В машинно-аппаратном отделении находятся также три рассоль­ ных насоса 6 ЭСН-1 (один из них является резервным) и два во-

102

дяных циркуляционных насоса 5 ЭСН-1, которые принимают воду через фильтры из главной кингстонной магистрали и прокачивают

ным служит пожарный насос, соединенный с нагнетательным тру­ бопроводом водяной системы охлаждения конденсаторов.

Кроме того, в помещении холодильных машин установлены: рас­ сольные коллекторы 19 с запорными клапанами, бак-концентратор 7, пусковой реостат 4 рассольных насосов, электровентилятор 13 машинно-аппаратного отделения, электрощит 11 холодильной уста­ новки, магнитная станция 8 водяных насосов, магнитные станции 10 компрессоров, ящик 9 с реле, канал 12 естественной вентиляции.

Глава III. РАСЧЕТ ИЗОЛЯЦИИ СУДНА И ПОТРЕБНОЙ ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ УСТАНОВКИ

§ 18. ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ

Тепловая изоляция корпуса судна предназначена для умень­ шения потерь холода или тепла, а также для предотвращения конденсации водяного пара, содержащегося в воздухе, на более холодной поверхности стенки.

Изоляционный материал должен иметь низкий коэффициент теплопроводности Ки, малую объемную массу р, небольшие значе­ ния паропроницаемости ц, гигроскопичности и водопоглощения (чтобы уменьшить увлажнение изоляции); быть трудносгораемым, нетоксичным, безвредным для здоровья людей в процессе монта­

металлов или не способствовать ей. Существующие материалы не удовлетворяют полностью перечисленным требованиям.

Сильное увлажнение изоляции резко увеличивает коэффициент теплопроводности материала 7,и (на 30-^90% и более), а следова­ тельно, и коэффициент теплопередачи, что приводит к несоответ­ ствию между тепловой нагрузкой на установку и ее холодопроизводительностью. Возможность сильного увлажнения пред­ отвращают гидрозащитными покрытиями (либо специальными установками, осушающими изоляцию). Гидрозащитный слой дол­ жен быть непрерывным по всем внутренним поверхностям судового помещения. В рефрижераторных помещениях герметизируют за­ шивку изоляции, а в жилых — поверхность материала. В качестве

103

Т а б л и ц а 2

Характеристики теплоизоляционных и технических материалов при температурах 0—20°С и среднем эксплуатационном содержании гигроскопической равновесной влаги

паро- и гидроизоляционных материалов используют синтетические

стеклопластик, лакокрасочные покрытия и др.

Характеристики изоляционных и технических материалов, по­

ловатные полужесткие плиты на синтетической связке, плиты из стеклянного штапельного волокна и т. п.), теплоотражающие воз­ душнослоистые (алюминиевая гофрированная фольга), напыляе­ мые и заливаемые вспенивающиеся (полиуретановые пенопласты

ных материалов расплавлением их и раздуванием паровой струей. Волокна связывают синтетическими веществами.

Плиточные материалы приклеивают к металлическим поверх­ ностям и один к другому клеями (марок ИДС, ЛКС, ДФК-4С и др.). Чтобы не создавать непрерывных тепловых мостиков, каж­ дый последующий слой плит должен перекрывать стыки предыду­ щего не менее чем на 100 мм.

талатной ПЭТФ). Оболочку для пакета из синтетической пленки сваривают (токами высокой частоты) или склеивают (клеем 88Н). В рефрижераторных помещениях пакеты плотно укладывают меж­ ду обшивкой корпуса и зашивкой изоляции в ячейки, образуемые набором и обрешетником, а в жилых — их приклеивают к изоли­ руемой поверхности (клеем 88Н) либо накалывают на металличе­ ские или пластмассовые шпильки и крепят пластмассовыми при­ жимными шайбами или полиэтиленовыми колпачками.

Теплоотражающую изоляцию изготовляют из листов гофриро­ ванной (мятой) алюминиевой фольги толщиной 9—11 мк, разде­ ленных воздушными прослойками толщиной 8 ■— 10 мм. Фольгу укладывают в ячейки, образуемые набором и обрешетником, или навешивают на растяжки из мягкого провода с поливинилхлорид­ ной изоляцией, которые протягивают между набором вдоль верх­ ней части изолируемой поверхности (у подволока).

Весьма перспективными высокоэффективными теплоизоляцион­ ными материалами являются пенопласты. Стоимость их пока еще относительно высока (почти как у пробки). Однако по мере рас­ ширения производства стоимость пенопластмасс будет снижаться.

106

Наиболее удобны напыляемые и заливаемые пенопласты, полу­ чаемые непосредственно на месте применения в небольших пере­ носных установках с гибкими шлангами. Исходную смесь в жилых помещениях напыляют струей воздуха из ручного пистолета-рас­ пылителя на изолируемую поверхность в виде пены, а в рефри­ жераторных— заливают с помощью сопла через небольшое отвер­ стие, высверливаемое в зашивке, пространство между обшивкой корпуса и зашивкой изоляции, где она быстро вспенивается, фор­ муется и затвердевает. При этом исключаются весьма трудоемкие работы по монтажу и креплению материала к изолируемой поверх-

ности, значительно облегчается изолирование объемов сложной формы и повышается производительность труда. Однако предло­ женные заливаемые материалы, изготовляемые на основе группы уретанов, не выдержали токсикологических испытаний. Поэтому

териала.

Изоляционные конструкции разделяют на три расчетных клас­ са: не прорезаемые набором (рис. 43), перекрывающие набор (рис44) и обходящие набор (рис. 45, а).

107

Конструкции первого класса в основном применяют для изоли­ рования гладкой стороны любых металлических стенок — второго дна, палуб и переборок со стороны, противоположной набору, и др. (см. рис. 43). Отличительной особенностью такой изоляции является то, что ее не прорезает металлический набор корпуса судна, в связи с чем она состоит из материалов с близкими коэф­

(а) и перекрывающая обычный поперечный набор (б)

Изоляционные конструкции второго и третьего классов проре­ зает металлический набор, поэтому они состоят из материалов, коэффициенты теплопроводности которых очень сильно отличают­ ся один от другого (приблизительно в 1000 раз)- Судовой набор обычно выполняют из полособульбов, неравнобоких угольников или сварных тавров.

Ко второму классу относится изоляция, перекрывающая обыч­ ный набор (см. рис. 44 и 45, б). Такие изоляционные конструкции принято называть нормальными. Отличительная особенность их — гладкая поверхность изоляционного материала во всех случаях. В рефрижераторных трюмах нормальная изоляция получила наи­

Обычная отличительная особенность такой изоляции — выступы на зашивке. В рефрижераторных трюмах обходные конструкции при­ меняют лишь для изолирования высокого рамного набора, сильно выступающего за полки обычного набора, т. е. для изолирования карлингсов, стрингеров, рамных шпангоутов, бимсов, стоек перебо­ рок и других высоких элементов набора.

Прочность изоляционной конструкции обеспечивается зашив­ кой, которую прикрепляют гвоздями или шурупами к обрешетнику. В рефрижераторных трюмах изоляцию второго дна (и палуб) зашивают сосновыми досками (палубником) толщиной 40—60 мм с хорошо проконопаченными швами, а изоляцию бортов, перебо­ рок и подволоков — одним рядом шпунтованных досок толщиной 16—25 мм, поверх которых укладывают листы из легких антикор­

108

розионных алюминиево-магниевых сплавов АМг толщиной 1,5— 2,0 мм или из оцинкованной стали толщиной 0,8—1,5 мм. Чтобы металлическая зашивка служила и гидрозащитным покрытием, стыки ее тщательно уплотняют, например, склеиванием двух смежных металлических листов конструкционным эпоксидно-тио- коловым клеем марки К-153. Кроме металлических листов, трюмы зашивают бакелизированной фанерой ФСФ толщиной 10—12 мм, облицованной стеклопластиком толщиной 4 мм на эпоксидной смо­ ле, а также другими материалами.

Деревянные бруски обрешетника, предназначенные для креп­

шпильками. Иногда бруски и сухари прикрепляют болтами к ко­

д и 45), так как поперечные бруски соприкасаются с элементами набора и создают сплошные тепловые мостики лишь на неболь­ ших участках (в местах их пересечения). Поэтому на плоских и слабо изогнутых поверхностях обрешетник устанавливают, как правило, поперек набора.

В рефрижераторных трюмах небоковые бруски и сухари обычно имеют: толщину (высоту) 50—60 мм, ширину (вдоль набора) 40—80 мм и шаг 600—800 мм. Высота участка g (см. рис. 44, в), на котором боковой брусок или сухарь непосредственно прилегают к стенке набора, должна быть достаточной для размещения шпильки с гайкой (§ = 504-60 мм).

Приблизительные значения толщин изоляционных слоев (а также удельных потоков qF и коэффициентов теплопередачи k), установленные судостроительной практикой, приведены в табл. 3.

Чтобы защитить зашивку от повреждений грузом, обеспечить свободную циркуляцию воздуха у нее и исключить непосредствен­ ный контакт холодного груза с более теплой зашивкой, раньше к зашивке бортов и переборок прибивали вертикальные защитные рейки прямоугольного сечения (размером не менее 50X60 мм) из пропитанной антисептиком сосны, а днище и палубы покрывали съемными деревянными трюмными решетками (рыбинсами), на которые укладывали перевозимый груз- В настоящее время с той же целью применяют предохранительные шины и трюмные решет­ ки из легких антикоррозионных алюминиевых сплавов, нержавею­ щей стали и других металлов. Металлические вертикальные шины и горизонтальные решетки не впитывают запах перевозимого гру­ за, значительно облегчают очистку трюмов, имеют длительный срок службы и, главное, позволяют производить погрузочно-раз­ грузочные операции в трюмах автопогрузчиками.

109

мм; «пил~ (0,33-1-0,50) т

Под всеми охлаждающими батареями у краев днища делают шпигаты для стока воды в льяла, откуда она забирается осуши­ тельной системой.

§ 19. МЕТОД ЭЛЕКТРОТЕПЛОВОЙ АНАЛОГИИ

Выявление аналогии. Все современные способы расчета судо­ вой изоляции прямо или косвенно основаны на методе электротепловой аналогии (ЭТА). Метод аналогии позволяет решать две задачи: вычислять коэффициент теплопередачи k и определять расположение изотермических линий и линий тепловых потоков, образующих после совмещения на одном чертеже ортогональную тепловую сеткуЭту сетку, дающую картину строения полей тем-

ПО

Явление электропроводности подчиняется основному закону электропроводности (закону Ома):

где dl — сила тока или количество электричества, проходя­ щее через элементарную площадку бa-dl3, располо­ женную на изопотенциальной поверхности, А;

1/ри — удельная электропроводность, 1/Ом-м; ри — удельное электрическое сопротивление материала,

Ом • м;

- ^ - = gradu — градиент электрического потенциала, В/м;

«о — нормаль к изопотенциальной поверхности, м; би — толщина элетрической модели, м;

с?/э — элементарная длина изопотенциальной линии в плоскости хэ, уа, м.

Дифференциальные уравнения (1) и (2), а также основные физические законы (3) и (4) имеют совершенно одинаковое строе­ ние. Это обстоятельство и позволяет провести формальную математическую аналогию между явлениями тепло- и электропро­ водности. Сила тока / является аналогом теплового потока Q, элек­ трический потенциал v — аналогом температуры t, а электропро­ водность 1/р — аналогом коэффициента теплопроводности Я.

Изготовление моделей. В настоящее время в качестве электро­ проводного материала для изготовления моделей применяют электропроводную бумагу (сажевую или графитовую), значитель­ но упрощающую технику моделирования. Заготовки для различных областей электрической модели вырезают из разных (по прово­ димости) сортов бумаги, соблюдая геометрическое подобие со сходственными областями изоляционной конструкции. Бумагу склеивают внакладку специальным электропроводным клеем.

Так как все области плоской модели имеют разную толщину б, то в качестве физического параметра, характеризующего свойст­ ва электропроводной бумаги, нужно принимать не удельную элект­ ропроводность 1/р, а отношение б/р, представляющее собой элект­ рическую проводимость бумаги g6= 6/p 1/Ом (или обратную ве­ личину— электрическое сопротивление бумаги Яб = р/8 Ом).

Правила изготовления моделей устанавливает третья основная теорема теории подобия, согласно которой, для того чтобы мо­

112