книги из ГПНТБ / Нестеров Ю.Ф. Теория и расчет судовой тепловой изоляции

циент а = о о ,

так как он достаточно

велик).

Расчетные формулы для рассматриваемого случая тоже можно

извлекать из общего решения, несмотря на то что он является

особым

и требует дополнительного анализа. Если

не учитывать сопротивле­

ние 1/а2, то расчетные формулы упрощаются,

так как

отношение

характеристик

А = 0.

В данном случае

а 2 = о о ;

ki=k2

=

k; m = ki-\-ku

х2 = а 2

+ &2 =

с о ;

0;

е"-4

8 Ф Є"; 0! = —1

,

І

;

в 2

-

2

2

k9

k,

4- k,

а, -\- k,

1

"

1 + —т

в

h — 6 2

_

B t — 6 '

Подстановка этих величин в общие уравнения

(266)—(269), (259),

(261),

(271)—(273),

(275),

(288),

(290),

(277),

(292),

(287),

(289) дает

следующее:

h = в , + (9Н - e l }

s

h P l (

/ ? 7 h M B s

h M

;

( 3 0 ? )

t% = 0';

(308)

t* =

Є';

Q ; 1 =

4 ( e H - e 0 ( i - 5 ) ^ M ^ ;

Q^2

= 0.

В связи с тем что со стороны

обнаженного

участка стальной по­

верхности коэффициент

теплоотдачи

ос 2 =

о о ,

у

конца

рибанда

температурная кривая

меняется

не плавно,

а

преломляется,

т. е.

г,

dU , dt«

f

dt-i

, r,

dt«

=

Л \

при х = R производная

+

[ так как

+ 0, а

0J .

ного судна, показанного на рис. 97 (кроме

того, см. § 58).

Прежде всего методами, изложенными

в гл. I V — V I , необходимо

ными поверхностями судна, т. е. от сторон АС и DE,

AD

и СЕ

пери­

метра промежуточной палубы и от сторон FG и IJ,

FI и GJ

пери­

метра промежуточной

переборки.

Стороны

палубы

AC,

DE

и переборки FI,

FM,

IN,

располо­

женные выше ватерлинии, воспринимают температуру

наружного

воздуха 0н 1 . Стороны переборки GJ, MG, MJ,

находящиеся

ниже

ватерлинии, имеют температуру забортной воды 0н 2 .

Температуры

сторон палубы AD и СЕ равны соответственно температурам в кормо­

вом и носовом неохлаждаемых помещениях 0н 3 и 0н 4 .

рибандом

Затем по

расчетным

формулам для

стенки,

покрытой

с одной стороны и сплошной

изоляцией

с другой, при 0'

= 0"

= 0,

ных стоек переборки, в выбранные формулы для сторон

периме­

тров AC,

DE,

FI и GJ надо подставить введенную выше эквивалент­

ную толщину

для стального настила и набора б с

== бн - f f/s.

Нако­

нец, по формуле (274) находятся количества тепла Q' и Q",

прони­

кающие в трюмы от всех сторон периметров промежуточной

палубы

и переборки.

Такой

расчет направлен в сторону

некоторого завышения

тепло-

притоков,

так

как в действительности

в углах

А, С, D,

Е,

F, I ,

G и J тепловые потоки, идущие от двух взаимно

перпендикулярных

устанавливается наружная температура, т. е. 0" =

9„ (люк открыт).

Переборка изолирована

полностью с двух

сторон

(см. рис.

102).

Половина

ширины переборки L

=

4 м;

толщина стальной

переборки б с

= 0,012

м;

коэффи­

циент теплопроводности

стали Л С =

50 ккал/м-ч-°С.

Коэффициент

теплопередачи

изоляции переборки со стороны охлаждаемого трюма k' =

0,9,

со стороны

неохлаж-

даемого — £ " = 0 , 8

ккал/м2-ч-°С.

Температура

наружного

воздуха 9Н

= 32° С,

внутри охлаждаемого

трюма

6' = —2° С.

В рассматриваемом случае справедливы расчетные формулы для стенки, изо­

лированной полностью с двух

сторон, при 0' Ф 0".

По соотношениям (252),

(256)

и (246) определяем вспомогательные величины,

необходимые для

расчета:

сумма

коэффициентов

теплопередачи х = к! + к" =

= 0 , 9 + 0 , 8 = 1 , 7

ккал/м2-ч-°С;

характеристика

переборки

теплового контакта

с бортом судна,

k'Q' + k"%

0,9 ( - 2 ) + 0,8-32

k' Ark"

0,9 +

0,8

Аргумент гиперболического тангенса PL =

1,682-4 =

6,73.

По

табл.

13 зна­

чение th f>L = th 6,73

=

1,000.

Линейный тепловой поток, проникающий через стык переборки с бортом в два

смежных трюма, вычисляем по уравнению (300):

Qn = k'

^ k"

( Є „ - Є )

th PL =

(32 -

14) 1,000

= 18,2

ккал/м-ч.

Продольный тепловой поток, передаваемый переборкой в охлаждаемый трюм,

находим по выражению

(301):

Q'„ =

-j-

(9„ — 0

) t

h P i =

T ^ 2 ( 3 2 ~

И

) 1>000 = 9,63

ккал/м-ч.

Продольный поток, стремящийся пройти в неохлаждаемый

трюм,

определяем

по формуле (302):

Q" =

_ ( 9

h

— в )

th B L =

_____ (32 — 14) 1,000 =

8,56

ккал/м-ч.

л

Р

v

н

>

v

1,682

Проверяем тепловой баланс для продольных

тепловых

потоков:

<2л

=

<2л

+ Ql = 9,63 + 8,56 =

18,2

ккал/м-ч.

На первый взгляд полученные результаты могут показаться неожиданными —

через периметр стыка в трюм с такой же температурой

9Н , как и за бортом

судна,

стремится пройти поток

Однако

не следует забывать, что во избежание

ошибок

из общих уравнений (279)—(282)

ранее были исключены слагаемые,

которые опре­

деляются формулами

(283)—(286)

и

учитывают

поперечные тепловые

потоки

ший в стык промежуточной стенки

о наружной,

проходит лишь

в трюм

с

низкой

температурой.

Пример 16. Определить продельные линейные потоки, передаваемые в трюмы

той же переборкой, что и в примере

15, но покрытой теперь со стороны охлаждаемого

трюма с температурой

6' =

—2

С

не

сплошной

изоляцией,

а

рибандом

шириной

R = 0,8 м (см. рис. 98). Коэффициент теплопередачи через изоляционную

конструк­

цию переборочного рибанда kx =

0,9

ккал/'м1•

ч-°С. Остальные

исходные

данные

взять из предыдущего

примера.

Для упрощения расчета принимаем коэффициент теплоотдачи со стороны не­

изолированной стальной поверхности а 2

= оо, а термическое сопротивление 1/а2 = 0.

Этот случай описывается расчетными формулами для стенки, покрытой рибан­

дом и сплошной изоляцией, при О

Ф 0

=

0Н

=

32° С и а 2

=

оо.

По соотношениям (252), (256), (246) и (247) вычисляем необходимые вспомога­

тельные величины:

У-1 = k\

+ k

= 0,9

+

0,8 =

1,7

ккал/м2-ч-°С;

х 2

=

сю;

^=Vik

= 1 . 6 8 2 . / л , ; Р 2 =

оо;

промежуточную переборку,

что и в предыдущем примере 16, но когда люк открыт

в трюме,

ружная

и в нем

поддерживается температура

0" — —2° С. Исходные

данные для расчета

взять из

примеров 15 и 16.

Для

упрощения расчета

по-прежнему полагаем а 2

= оо. Тогда и в данном слу­

изоляцией при 9 =/= О

и а 2 = оо .

В

рассматриваемом

случае

находим

только

изменившиеся

вспомогательные

величины:

^іОн +

k 6

0 9-32 -4- 0 Hi

21

е

< = - . = - g o

о»

= і б д г с ; e * = е ' = е » = з 2 ° с ;

ЄН

-

Вх

Є„

Є І

Тепловые потоки,

поступающие

через

периметр переборки и проходящие вдоль

—

нее в два смежных трюма

и в каждый трюм в отдельности,

вычисляем по формулам

(309)—(311):

р\

4 н

sh Pi/?

~

1,682

к ^

1 и л " -

1,799

=

9.51

ккал/м-ч;

ky

chpV?

І- В-'-

k

К{\-fBchp\tf)

7 r -

с л = - р Г ( в - - в і ) -

T

h P

i

О 8

0,9

_

. _ . 2 - 0 6

- 1

+

" 0 Т < 1 -

2 -

0 6 )

= 0,56

ккал/м-ч;

1,682

(32—16,0)

1,799

4

' '

o ; = Q ; i = r - ( e „ - e 1 ) ( i - B ) ^ , p ^ -

0

, 8

(32—16,0) (1 +

1)

2 '

6

~

'

=8,9 5

ккал/м-ч;

1,682

^

1

*'

1,799

"Зл =

<2л + ®"л = ° ' 5 6

+

8,95 =

9,51

ккал/м-ч.