3.7.Методика теплового расчета

По характеру теплового расчета следует различать одно- и многотрубные подземные теплопроводы. В однотрубных прокладках все термические сопротивления соеди­нены последовательно, а в многотрубных — параллельно одно по отношению к другому и последовательно к цепи канал — грунт.

3.7.1.Однотрубный теплопровод.

При бесканальной проклад­ке термическое сопротивление теплопровода представля­ет собой сумму двух слагаемых — сопротивления слоя изо­ляции и сопротивления грунта :

При наличии воздушной прослойки между изолиро­ванным трубопроводом и стенкой канала термическое со­противление теплопровода определяется как сумма следу­ющих последовательно соединенных сопротивлений:

Где ;

- наружной поверхности изоляции;

- внутренней поверхно­сти канала;

- стенок канала;

- грунта.

3.7.2.Многотрубный теплопровод.

Если несколько трубопро­водов проложены в общем канале, то тепловой поток (теп­ловые потери) от каждого поступает в канал, а затем общий тепловой поток отводится через стенки канала и грунт в наружную среду.

Задача теплового расчета многотрубного теплопрово­да в канале сводится в первую очередь к определению тем­пературы воздуха в канале, зная которую можно определить потерю каждого теплопровода по общим правилам тепло­вого расчета трубопроводов, окруженных воздухом.

Температура воздуха в канале определяется по уравне­нию теплового баланса. При установившемся тепловом состоянии количество теплоты, подводимой от трубопро­водов к воздушной прослойке канала, равно количеству теплоты, отводимой от воздушной прослойки через стен­ки канала и массив грунта в окружающую среду.

Выведем основные расчетные уравнения для много­трубного теплопровода в канале. В подземном канале про­ложено п трубопроводов. Термические сопротивления изо­ляционной конструкции (слоя и наружной поверхности изоляции) каждого теплопровода соответственно R₁ ,R₂…,R_n ,а температуры теплоносителя в каждом из трубопрово­дов t₁ ,t₂ ,…. t_n.

Суммарное термическое сопротивление внутренней поверхности канала, стенок канала и грунта:

.

3.7.3.Тепловые потери и коэффициент эффективности тепловой изоляции.

Тепловые потери сети слагаются из двух частей:

а) тепловых потерь участков трубопровода, не имею­щих арматуры и фасонных частей, — линейные тепловые потери;

б) тепловых потерь фасонных частей, арматуры, опорных конструкций, фланцев и т. д. — местные тепловые потери.

Линейные тепловые потери теплопровода

где q — удельные тепловые потери, Вт/м;

l — длина теплопрово­да, м.

Тепловые потери отводов, гнутых компенсаторов и других деталей, периметр поперечного сечения которых близок к периметру трубопровода, подсчитывается по фор­мулам для прямых труб круглого сечения. Тепловые поте­ри фланцев, фасонных частей и арматуры определяются обычно в эквивалентных длинах трубы того же диаметра:

Где — местные тепловые потери, Вт;

— эквивалентная дли­на, м.

Тепловые потери от неизолированного вентиля или задвижки принимаются равными тепловым потерям изо­лированного теплопровода длиной 12—24 м того же диа­метра при среднем качестве изоляции. Эквивалентную дли­ну изолированного на ³/₄ поверхности вентиля или задвиж­ки в зависимости от диаметра трубопровода и температуры теплоносителя можно принимать равной 4—8 м изолиро­ванного трубопровода. Меньшие значения относятся к тру­бопроводу диаметром 100 мм и температуре теплоносите­ля 100 °С, большие — к трубопроводу диаметром 500 мм и температуре 400 °С.

Эквивалентную длину неизолированного фланца мож­но принимать равной 4—5 м изолированного трубопровода. Тепловые потери через неизолированные опорные конст­рукции теплопровода (подвески, катки, скользящие опоры) оцениваются в размере 10—15 % линейных тепловых потерь.

Суммарные тепловые потери теплопровода определя­ются по формуле:

= / для предварительных расчетов можно принимать = 0,2 до 0,3.