книги из ГПНТБ / Добровольский А.П. Теплотехнические испытания судовых холодильных установок

Приведем результаты исследований некоторых изоляционных конструкций (расположение изотерм и линии токов тепла, а также размеры конструкций указаны на соответствующих рисунках).

Рис. 96. Размеры и тепловая сетка конструкции с деревянным бруском.

Результаты испытаний одной из конструкций, включающей в себя только деревянные бруски (рис. 96), приведены в табл. 18, п. 1.

Результаты испытаний конструкций, включающих стальной на­ бор с полным заполнением изоляционным материалом пространства

Рис. 97. Размеры и тепловая сетка конструкции с полособульбовым набором.

между набором, могут быть проиллюстрированы следующими при­ мерами: (рис. 97), табл. 18, п. 2; (рис. 98), табл. 18 п. 3; (рис. 99), табл. 18, п. 4.

Результаты испытаний конструкций с воздушными прослойками, примыкающими к деревянной зашивке, и изоляционных конструк­ ций с обходом стального набора слоем изоляции можно видеть из

189

3 6 2

Рис. 98. Размеры и тепловая сетка конструкции с тавровым набором.

190

Рис. 100. Размеры и тепловая сетка конструкции с воз­ душной прослойкой и высоким тавровым набором.

Рис. 101. Размеры и тепловая сетка конструкции с воз­ душной прослойкой и комбинированным тавровым и полособульбовым набором.

191

следующих примеров: (рис. 100), табл. 18, п. 5; (рис. 101), табл. 18,

п. 6; (рис. 102), табл. 18, п. 7.

В заключение приведем результаты испытаний изоляции гофри­ рованных переборок. Первая конструкция с крупными гофрами

__I

Ң /

Д ерево

J .

Рис. 104. Размеры и тепловая сетка конструкции с мелкими гофрами, изолированной с обеих сторон.

изолирована с одной стороны (рис. 103), табл. 18, п. 8; вторая с мел­ кими гофрами — с обеих сторон (рис. 104), табл г 18, п. 9.

§ 48. ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА ЭТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛ

За последние годы гофрированные переборки начали полу­ чать довольно большое распространение. В процессе проектирова­ ния их изоляции возникли затруднения по определению коэффициен­ тов теплопередачи расчетным путем, вызванные тем, что ни один из применяемых методов расчета не мог быть использован. Общеизвест­ ные формулы, предложенные Е. Б. Иоэльсоном и А. Е. Ниточкиным, справедливы для случая перпендикулярного расположения набора к стальной обшивке. Допущения сколько-нибудь значительной погрешности при больших теплопередающих поверхностях перебо­ рок могли привести к неправильному подбору холодильной уста­ новки и приборов охлаждения. Поэтому было проведено экспери­ ментальное определение коэффициентов теплопередачи ряда изоля­ ционных конструкций гофрированных переборок методом ЭТА. Был испытан целый ряд конструкций с односторонним и двусторон­ ним расположением изоляционного материала. Результаты испыта­ ний конструкций с двусторонним расположением изоляционного материала показали, что при достаточно толстых слоях изоляции

194

конструкции. При выводе расчетных формул будем полагать, что размер конструкции в направлении, перпендикулярном чертежу, равен 1 м. Толщиной стали, образующей гофры, пренебрегаем и

Рис. 108. Модель мелкогофрированной конструкции с расположением изоляции с вну­

в элементе конструкции, содержащей два гофра на расстоянии L, будут иметь место четыре тепловых потока; два неискаженных, создаваемых внешними плоскими поверхностями гофров, и qv

196

и два потока q%, идущих по дугам круга, создаваемых ребрами, которые соединяют внешние поверхности гофров под углом <р.

Остановимся вначале на определении величины последних теп­ ловых, потоков. Обратимся для этого к рис. 105 и 106. Элементарный тепловой поток шириной dp будет проходить от ребра через изоля­ цию по дуге круга, имеющей радиус р, до линии, ограничивающей внешнюю поверхность гофров, и далее по прямой вновь через изоляцию толщиной X и дерево толщиной а. Величина этого тепло­ вого потока будет равна

ЗбОЯиз Яиз Яд

Очевидно, что нижний предел интегрирования указанного выра­ жения равен нулю. Верхний предел интегрирования принят из следующих соображений. Максимальная длина дуги, ограничива­ ющей искаженный тепловой поток, равна пути неискаженного теп­ лового потока h. Таким образом, максимальный радиус этой дуги,

Для удобства расчета полученное вңражение может быть пред­ ставлено в следующем виде:

а

1 ^ 1 '

Лиз Лд

Обратимся теперь к конструкции № 1. Неискаженный тепловой поток, идущий от внешней поверхности малого гофра, составит

b <h а

АиЗ лАд

поток, идущий от внешней поверхности большого гофра,

L— b —2- 360h

Ф 2я

<?3 h -{- X

+ ■

АиЗ Лд

В конструкции № 2 неискаженный тепловой поток, создаваемый малым гофром, будет равен

Айз

197

поток, создаваемый большим гофром,

С

Яиз Яд

Осредненный коэффициент теплопередачи k, ккал/(м2-ч-°С), для обоих случаев расположения изоляции может быть вычислен из выражения

Конструкция № 3 при расположении изоляционного материала с выступающей стороны малого гофра может быть рассчитана так же, как и конструкция № 1.

Конструкция № 4 при расположении изоляционного материала

а верхний предел интегрирования выражения при определении величины q2 следует принимать равным U2- В этом случае величина

Расчет приведенных выше конструкций произведен, исходя из тех же условий, при которых проводились испытания, т. е. значе­ ния коэффициентов теплопроводности приняты следующими:

198

Результаты испытаний приведены в табл. І9, а сопоставление коэффициентов теплопередачи, полученных расчетным и опытным путем, можно видеть в табл. 20.

Таблица 20

Сопоставление расчетных и опытных данных

Аналогично могут быть получены расчетные формулы для любых изоляционных конструкций, тепловая сетка которых построена методом ЭТА.

§ 49. ОБСЛЕДОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ НА СУДАХ

От состояния изоляции грузовых и других охлаждаемых помещений на судах во многом зависят эксплуатационные показатели работы холодильной установки, а при известных обстоятельствах качество и даже сохранность перевозимого груза. На эксплуатацион­ ные показатели работы холодильной установки влияет также со­ стояние изоляции трубопроводов, аппаратов и других частей уста­ новки. Поэтому осмотр изоляции следует проводить систематически, не только в период ее освидетельствования, но и в процессе эксплуа­ тации, особенно перед приемкой груза.

Методы и условия испытания изоляции. При освидетельствовании и перед испытаниями производят внешний осмотр изоляции охлаж­ даемых помещений для обнаружения повреждений и увлажнения (особенно в тех местах, где возможно скопление воды, например у льял и под стрингерами). Для взятия проб изоляционного мате­ риала просверливают отверстия, которые затем тщательно заделы­ вают. При осмотре проверяют отсутствие плесеней и грибков на защитных покрытиях изоляции.

Изоляцию аппаратов и трубопроводов проверяют также во время работы установки при наиболее низкой температуре для обнаруже­ ния на ее поверхности мест конденсации влаги или выпадения инея. При охлаждении грузовых помещений до наиболее низкой спецификационной температуры проверяют, нет ли отпотевания внешних поверхностей изоляционных конструкций борта, палубы, переборки. Особое внимание должно быть обращено на места расположения промежуточных палуб и переборок, разделяющих охлаждаемые помещения, места прохождения рамных шпангоутов и других эле­ ментов набора с высоким профилем.

199