Jaká by měla být povrchová teplota izolace?

Tento Řád obsahuje pokyny pro návrh tepelné izolace vnějšího povrchu zařízení a potrubí, jejichž provedením bude zajištěno splnění závazných požadavků na tepelnou ochranu tepelných sítí, technologických potrubí při výstavbě, větších opravách a provozu a. tepelně izolační struktura stanovená aktuálním SNiP 2.04.14-88 * potrubní zařízení „Tepelná izolace“.

Rozhodování o použití tohoto dokumentu při projektování a výstavbě konkrétních budov a staveb spadá do kompetence projekční nebo stavební organizace. V případě rozhodnutí o použití tohoto dokumentu jsou závazná všechna pravidla v něm stanovená. Částečné použití požadavků a pravidel uvedených v tomto dokumentu není povoleno.

Tento kodex obsahuje metody pro výpočet tepelné izolace zařízení, technologických potrubí a potrubí nadzemních a podzemních tepelných sítí a poskytuje tabulky tloušťky izolace sestavené se zaměřením na použití vysoce účinných izolačních materiálů na základě nových norem pro hustota tepelného toku přes izolovaný povrch zařízení a potrubí zavedená vyhláškou Státního stavebního výboru Ruska ze dne 31.12.97. prosince 18 N 80-XNUMX.

Na vývoji Kodexu se podíleli: V.G. Petrov-Denisov (vedoucí práce), B.M. Šoikhet, L.V ), L.S. Vasilyeva (GP CNS).

1 OBLAST POUŽITÍ

Tento kodex by se měl používat při navrhování a instalaci tepelné izolace vnějšího povrchu zařízení a potrubí s teplotou látek v nich obsažených od 50 do 600 ° C a umístěných v budovách, konstrukcích a na volném prostranství, jakož i potrubí topných sítí při pokládce nad zemí a pod zemí, prováděné v kanálech a bez kanálů.

2 VÝPOČET TEPELNÉ IZOLACE PRŮMYSLOVÉHO ZAŘÍZENÍ, POTRUBÍ A TEPELNÝCH SÍTÍ

2.1 Základní výpočtové závislosti pro stanovení tepelně-ochranných vlastností tepelně izolačních konstrukcí

Pro tepelný výpočet izolace se používají rovnice stacionárního prostupu tepla rovnými a zakřivenými plochami.

Prostup tepla ploché tepelněizolační konstrukce se vypočítá pomocí vzorců:

skládající se z vrstev izolace

kde je plošná hustota tepelného toku plochou tepelně izolační konstrukcí, W/m;

— teplota prostředí uvnitř izolovaného zařízení, °C;

— stejné, na vnějším povrchu tepelné izolace, m ° C/W;

— tepelný odpor proti prostupu tepla vedením u stěny izolovaného objektu, m ° C/W;

— stejná, plochá izolační vrstva, m ° C/W;

— celkový tepelný odpor proti přenosu tepla vedením – vrstvená plochá izolace;

— tepelný odpor tý vrstvy, m ° C/W;

— lineární hustota tepelného toku válcovou tepelně izolační konstrukcí, W/m;

— lineární tepelný odpor prostupu tepla vnitřní stěny izolovaného objektu, m ° C/W;

— stejná, vnější izolace m ° C/W;

— lineární tepelný odpor válcové stěny izolovaného objektu proti přenosu tepla vedením, m ° C/W;

— stejná, válcová izolační vrstva, m ° C/W;

– celkový lineární tepelný odpor proti přenosu tepla vedením – vrstvená válcová izolace;

— lineární tepelný odpor tý vrstvy, m ° C/W;

V rovnicích (1)-(4) je tepelný odpor vůči přenosu tepla a přenos tepla vedením určen podle vzorců:

kde , jsou součinitele prostupu tepla vnitřního povrchu stěny izolovaného objektu a vnějšího povrchu izolace, W/(m °C);

, , jsou součinitele tepelné vodivosti resp. součinitele tepelné vodivosti materiálu stěny zateplovaného objektu jednovrstvé izolace, izolace th vrstvy – izolace vrstvy, W/(m °C);

, , — tloušťka stěny izolovaného objektu, jednovrstvá izolace t. vrstvy – vrstva izolace, m;

, — vnitřní a vnější průměry stěny izolovaného objektu, m;

— vnější průměr izolace, m;

, — vnější a vnitřní průměry vrstvy izolace, m.

Rozložení teploty ve vícevrstvé izolaci se vypočítá pomocí vzorců:

teploty na vnitřním a vnějším povrchu stěny izolovaného plochého předmětu:

teplota na vnějším povrchu první izolační vrstvy, na rozhraní 1. a 2. vrstvy

a dále, počínaje 2. vrstvou, na hranicích ()-té a té vrstvy

teplota na vnějším povrchu stěny vrstvy:

U válcových vícevrstvých izolačních konstrukcí má struktura vzorců pro výpočet rozložení teploty tvar:

Hodnoty povrchové a lineární hustoty tepelných toků obsažené ve vzorcích (8)-(15) jsou určeny (1)-(3) a tepelné odpory – podle (5)-(7).

Při aplikaci vzorců (1), (3) je nutné znát součinitele tepelné vodivosti izolačních vrstev. Protože jsou závislé na teplotě, musí být známé průměrné teploty každé vrstvy, pro určení kterých je nutné znát teploty na hranicích vrstev. K jejich výpočtu se obvykle používá metoda postupných aproximací provedením několika výpočtových operací.

V první fázi, vezmeme-li průměrnou teplotu izolace pro všechny vrstvy, obvykle rovnou polovině součtu teplot vnitřního a vnějšího prostředí, zjistíme tepelnou vodivost všech vrstev tepelné izolace při této teplotě. Poté se podle (1), (3) určí hodnoty nebo a podle (8)-(11) pro ploché a podle (12)-(15) válcové stěny teploty při jsou vypočteny hranice vrstev a průměrné teploty každé vrstvy.

Ve druhé fázi se pomocí průměrných teplot vrstev zjištěných v první fázi znovu určí tepelná vodivost všech vrstev, pak se zjistí hustoty tepelného toku a znovu se vypočítají teploty vrstvy po vrstvě a tak dále, dokud se požadovaná přesnost výpočtu. Například pokud se teploty vrstvy po vrstvě v t. a ()-tém kroku neliší o více než 5 %. Obvykle je pro tento účel nutné provést ne více než 3–4 zúčtovací transakce.

Významné místo v průmyslových izolacích zaujímají tepelněizolační konstrukce podzemních staveb, jejichž hlavním znakem je kontakt s hmotou okolní zeminy, což značně komplikuje jejich tepelný návrh oproti konstrukcím v kontaktu s atmosférou.

Analýza teplotních polí a tepelných toků v tepelněizolačních konstrukcích a v zemině k nim přiléhající nám umožnila dojít k závěru, že teplotní pole přímo v tepelné izolaci lze považovat za jednorozměrné s dostatečnou přesností pro inženýrské výpočty. To umožní určit jejich tepelný odpor pomocí vzorců (5)-(7).

Hustota tepelného toku tepelně izolačními konstrukcemi ohraničujícími terén je v tomto případě určena vzorci (1)-(4), ve kterých je tepelný odpor vůči vnějšímu přenosu tepla nahrazen tepelným odporem zeminy v závislosti na konfiguraci. zatepleného objektu, jeho umístění v hmotě zeminy a tepelná vodivost poslední.

2.2 Výpočet tepelné izolace potrubí a zařízení

Výpočet tepelných ztrát přes izolovaný povrch zařízení a potrubí by měl být v obecném případě proveden pro rovné povrchy pomocí vzorců (1), (2) a pro zakřivené povrchy pomocí vzorců (3), (4). Analýza vlastností výměny tepla v tepelně izolačních konstrukcích průmyslových objektů však umožňuje výrazně zjednodušit výpočtové vzorce.

Tepelný odpor před přenosem tepla z vnitřního prostředí na vnitřní povrch stěny izolovaného objektu pro kapalná a dokonce i plynná média je ve srovnání s tepelným odporem při přenosu tepla vodivým v izolaci velmi nevýznamnou hodnotou a nelze ji brát. v úvahu.

Výjimkou je velmi ojedinělý případ, kdy se uvnitř objektu nachází plynné médium a výměna tepla mezi ním a vnitřním povrchem stěny probíhá v důsledku přirozené konvekce.

Stěny izolovaných průmyslových zařízení a potrubí jsou obvykle vyrobeny z kovu, jehož tepelná vodivost je 100krát a více větší než tepelná vodivost izolace, v důsledku toho lze zanedbat tepelný odpor stěny bez znatelného poklesu v přesnosti výpočtu.

Hlavní výpočtové vzorce pro stanovení tepelných ztrát izolovaných zařízení jsou tedy:

pro rovné a zakřivené povrchy o průměru větším než 2 m

pro potrubí o průměru menším než 2 m

kde je koeficient dodatečných ztrát, zohledňující tepelné ztráty prostřednictvím tepelně vodivých vměstků v tepelně izolačních konstrukcích v důsledku přítomnosti upevňovacích prvků a podpěr v nich (tabulka 1).