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

Отдельные тепловые потоки, выходящие из различных участ­ ков обшивки корпуса, а также стенки и полки набора налагаются друг на друга. Поэтому безразмерные тепловые потоки (добавоч­ ные и поправочные критерии формы ДФ и ДДФ) также необходи­ мо складывать.

В большинстве случаев с достаточной для практических целей точностью каждое из слагаемых, входящих в формулы для ДФ, можно снимать непосредственно с диаграмм по заданным отно­ сительным размерам изоляционных конструкций. Диаграммы для расчета изоляции, перекрывающей набор, изображены на рис. 50 и 51, а для изоляции, обходящей набор, — на рис. 52—56.

123

Диаграмма для определения добавочного критерия формы ДФлг,в, учитывающего влияние размеров Мп и В (см. рис. 50), в случае нормальной изоляции построена в логарифмической сетке.

При S q^ 3,5 для нормальной изоляции и 50^ 2 ,5 для обходной— изменение размеров 5 и So перестает влиять на добавочный кри-

Рис. 53. Добавочный критерий формы ДФлг, в, учитывающий влияние

При этом, следовательно, критерий AA®s=0. Если 50<3,5 для нормальной изоляции и S0<2,5 для обходной, то поправка AAOs< < 0 и ее необходимо учитывать. Диаграмма для поправочного кри­

удобства применены различные масштабы шкал на осях ординат.

124

ними. Однако, чтобы диаграммы оказались удобными для прак­ тического использования, каждый отдельный критерий ДАФ пред­ ставлен в виде зависимости лишь от двух размеров, причем таких, которые оказывают наибольшее влияние на рассматриваемую поправку ДАФ. Остальные размеры при построении поправочных диаграмм оставлялись постоянными (такими же, как на основной диаграмме для ДФаг,в) или на поправочных диаграммах проводи-

126

лись усредненные кривые для всего диапазона изменения слабо влияющих размеров. По этим причинам все поправочные диаг­ раммы, строго говоря, получаются приближенными.

Относительная погрешность определения коэффициента тепло­

ми перпендикулярно набору, можно полностью рассчитать непос­ редственно по предлагаемым диаграммам, если эти бруски (так же, как и зашивку) заменить эквивалентным слоем изоляционного материала. Непосредственно по диаграммам можно рассчитать также изоляцию сложных корпусных конструкций (например, со смешанным или пересекающимся набором), изоляцию, содержа­ щую воздушные прослойки, и др. [20].

Деревянные бруски обрешетника, прорезающие изоляционные конструкции, увеличивают коэффициент теплопередачи значи­

127

тельно меньше, чем набор. Поэтому коэффициент теплопередачи &б для конструкций с брусками находят по выражению

.&б —

где Рб — поправочный коэффициент, учитывающий относитель­ ное увеличение коэффициента теплопередачи крепеж­ ными брусками;

k— коэффициент теплопередачи для той же самой конструк­ ции, но без брусков, определяемый непосредственно по

диаграммам.

Коэффициент Рб зависит от способа расположения брусков; Значения Рб, полученные методом ЭТА, приведены в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Значения поправочного коэффициента (1б,Считывающего относительное влияние деревянных брусков обрешетника и hxjрасположения на коэффи­ циент теплопередачи при обычных размерах конструкций (полученные методом ЭТА)

При расчете не учтено непосредственное влияние лишь метал­ лических крепежных деталей (приварных шпилек, болтов, гвоз­ дей, шурупов и т. и.) и возможных дефектов монтажа изоляции, способствующих ее продуванию воздухом и увлажнению. Перейти от расчетного значения коэффициента теплопередачи k5 к дейст­ вительному &д можно, воспользовавшись соотношением

К— Ркр Рз

128

мость изоляции (ра= 1 ,084-1,12).

§ 21. РАСЧЕТ ИЗОЛЯЦИИ, НЕ ПРОРЕЗАЕМОЙ НАБОРОМ, ПО ЗОНАМ, ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ОБЩЕМУ НАПРАВЛЕНИЮ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

Основные формулы теплопередачи, применяемые в зональных методах расчета судовой изоляции. Зоной называют часть изоля­ ционной конструкции, заключенную между двумя упрощенными граничными линиями тока и параллельную общему направлению теплового потока. Для удобства расчета конструкцию необходимо разбивать на зоны таким образом, чтобы каждая зона оказалась состоящей только из последовательно соединенных слоев (плос­ ких или искривленных)*. Между собой зоны соединены параллель­ но. Поэтому зональные методы расчета основаны на использова­ нии следующих формул теплопередачи.

Количество тепла, проходящее через стенку при установившем­ ся процессе,

В зональных методах расчета применяют тепловой поток, от­ несенный к разности температур, q= Q/(tH—tB). Из уравнения (17) вытекает, что этот поток равен произведению коэффициента теплопередачи k на площадь стенки или зоны F:

ловой поток q, передаваемый через всю стенку, равен сумме част­ ных потоков <7ь проходящих через каждую зону в отдель­ ности:

<7 = Ч\ + <?2 + ••• •

Используя выражение (18), получаем формулу для определе­ ния коэффициента теплопередачи k через всю стенку, состоящую из неоднородных зон или участков, расположенных параллельно общему направлению теплового потока Q,

F

или

Формулу (20) используют также для усреднения коэффициен­ та теплопередачи через сложные изоляционные конструкции.

Коэффициент теплопередачи через отдельную зону можно вы­ числять по классической формуле теплопередачи для плоской мно­

Яг).

Таким образом, при последовательном соединении слоев пол­ ное термическое сопротивление равно сумме частных сопротивле­ ний.

При расчете изоляции рефрижераторных трюмов термически­

гать вследствие относительной малости их. Полагая <*н

130

Расчет конструкции с параллельным расположением брусков, полностью прорезающих изоляцию. Для разработки зонального метода расчета необходимо знать расположение изотерм и линий теплового потока, т. е. тепловые сетки.

Для конструкции без набора тепловая сетка показана на рис. 57. Изотермы на ней изображены штриховыми тонкими линиями, а линии тепловых потоков — сплошными. Над каждой изотерми-

Рис. 57. Тепловая сетка для конструкции без набора, полностью прорезаемой деревянным бруском и показанной на рис. 43, б:

разности t—ts, измеренной в долях от общего перепада темпера­ тур ta—tB. У каждой линии теплового потока или на оси абсцисс нанесено соответствующее ей значение потока, проходящего меж­ ду начальной линией тока 0—0 и рассматриваемой, отнесенное к полному количеству тепла, распространяющемуся через всю кон­ струкцию. На тепловой сетке выделена область конструкции, за­ нятая деревом.

Тепловые сетки для различных конструкций без набора наибо­ лее близки к неискаженным сеткам для плоских многослойных стенок, т. е. линии тока близки к прямым, перпендикулярным об­

дна и лишь в поперечном направлении.

Разбивка на зоны конструкций рассматриваемого класса по­ казана на рис. 58. На расчетных схемах зоны тепловых потоков обозначают римскими цифрами I, II, III,..., п, а упрощенные ли­ нии тока, являющиеся одновременно и линиями раздела зон,— арабскими цифрами 0—0, 1—1, 2—2, ..., п—п.

С целью упрощения расчета можно принимать, что схематизи­ рованные граничные линии тока 0—0, 1—1 и 2—2 совпадают с боковыми поверхностями деревянных брусков.

Для конструкций, у которых наружные и внутренние поверх­ ности равны (FU= F B) и боковые поверхности брусков перпенди­ кулярны им, упрощенные граничные линии тока совпадают с ли­ ниями раздела зон в известном классическом способе расчета по зонам, перпендикулярным наружной обшивке.

тельным линиям теплового потока. Поэтому можно заранее пред­ видеть, что обычный приближенный расчет по зонам, перпендику­ лярным обшивке, окажется достаточно точным.

На расстоянии, равном одному шагу брусков s (см. рис. 58), тепло от стального настила толщиной е проходит через изоляцию толщиной т и деревянную зашивку толщиной б3 двумя параллель­

между брусками s—c.

По формуле (22) коэффициент теплопередачи первой зоны k\ = ~т — ккал/м2-ч-°С(Вт/м2-°С),

где Хд — коэффициент теплопроводности дерева.

132