// //
Дом arrow Научная литература arrow теплоснабжение arrow Тепловой расчет трубопроводов
Тепловой расчет трубопроводов

8. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

            В  задачу  теплового  расчета  трубопроводов  входит:

1)      расчет  толщины  изоляции;

2)      расчет  снижения  температуры  теплоносителя;

3)      расчет  температурного  поля  вокруг  теплопроводов;

4)      расчет  потерь тепла.

Количество тепла, проходящее через цепь последовательно соединенных термических сопротивлений в единицу времени есть

      Конс_8.                                                                                                                       (8.1)

q – линейная плотность теплового потока; R – термическое сопротивление; t – температура теплоносителя; t0 – температура окружающей среды.

      8.1. Наземная прокладка .

R=Rвн + Rст + Rиз + Rнар.

При наземной прокладке влияние соседней трубы не учитывается.

      8.2. Подземная прокладка.

            8.2.1. Подземная бесканальная однотрубная прокладка

Конс_8

При бесканальной прокладке R=Rиз + Rгр. Термическое сопротивление грунта определяется по формуле

      Конс_8,

lгр – коэффициент теплопроводности грунта; h – глубина залегания оси трубы; d – диаметр трубы. Если h/d > 2, то приближенно

Конс_8. Подсчет теплопотерь проводят не при действительной глубине залегания трубы, а по приведенной

hп=h + hф, где – толщина фиктивного слоя грунта. =lгр/a, где a – коэффициент теплоотдачи на поверхности.

 

Рис.8.1. Схема однотрубного бесканального теплопровода

      8.2.2. Подземная бесканальная двухтрубная прокладка

Конс_8

Взаимное влияние соседних труб учитывается условным дополнительным сопротивлением R0. В этом случае

Конс_8.

Теплопотери первой трубы

Конс_8

Рис.8.2. Схема двухтрубного бесканального теплопровода

Теплопотери второй трубы

Конс_8. Здесь t0 – естественная температура грунта на глубине оси трубы h. Температурное поле в грунте вокруг двухтрубного бесканального теплопровода определяется по формуле

Конс_8.

t – температура любой точки грунта, удаленной на x от вертикальной плоскости, проходящей через ось трубы с более высокой температурой теплоносителя (подающий трубопровод), и на y от поверхности грунта.

      8.2.3. Подземная канальная прокладка

Конс_8

При наличии воздушной прослойки между изолированным трубопроводом и стенкой канала термическое сопротивление определяется как

R=Rи + Rн + Rпк + Rк + Rг.

Температура воздуха в канале определяется из уравнения теплового баланса

Конс_8

 

Рис.8.3. Схема канальной прокладки однотрубного теплопровода

При канальной прокладке многотрубного теплопровода уравнение теплового баланса можно записать в виде

Конс_8.

После определения температуры воздуха в канале рассчитываются потери тепла от каждой трубы.

      8.3. Тепловые потери трубопровода

      Тепловые потери тепловой сети складываются из потерь тепла участков трубопровода без арматуры и фасонных частей – линейных тепловых потерь и теплопотерь фасонных частей, арматуры, опор, фланцев и т.п. – местных потерь тепла.

Линейные потери тепла есть

      Qл = ql

      Потери тепла отводов, колен, гнутых компенсаторов и т.п., периметр поперечного сечения которых близок к периметру трубопровода, рассчитываются по формулам для прямых круглых труб. Тепловые потери фланцев, фасонных частей и арматуры обычно определяются в эквивалентных длинах трубы того же диаметра.

      Qм = qlэкв.

      Суммарные потери тепла трубопровода определяются как

      Q=q(l+lэкв)=ql(1+b),     b=lэкв/l.

Для предварительных расчетов можно принять  b =0.2-0.3.

Изменение энтальпии теплоносителя вследствие тепловых потерь можно определить из уравнения баланса

Конс_8.

При транспорте насыщенного пара вследствие падения энтальпии выпадает конденсат. При коротких трубопроводах, когда ожидаемое падение температуры не превышает 3-4 % величины температуры в начале участка, расчет можно проводить в предположении постоянства удельных тепловых потерь. При длинных или слабо изолированных участках трубопровода нужно учитывать изменение удельных тепловых потерь по длине трубы. Уравнение баланса тепла для участка dl трубы

      Конс_8.

После интегрирования в пределах от до и от 0 до l получим

      Конс_8.

Данная формула справедлива, строго говоря, для изобарного течения. Снижение температуры при падении давления можно определить по

      Конс_8, где Конс_8 - дифференциальный дроссель-эффект; Dp – падение давления пара. Действительная температура пара в конце трубопровода есть Конс_8. Можно найти длину паропровода, на которой пар теряет перегрев. Для точного расчета длины нужно знать закон изменения температуры и давления по длине трубы. Задача решается графически.

Конс_8

1 – кривая изменения температуры по длине трубопровода; 2 – кривая изменения давления по длине трубопровода; 3 – кривая температур насыщения по длине трубопровода.

Количество конденсата на участке трубопровода

Конс_8

Рис.8.4. Определение точки выпадения конденсата

 

      8.4. Выбор толщины изоляционного слоя

 

Материал изоляции выбирается исходя из критической толщины тепловой изоляции, диапазона рабочих температур, технологических и эксплуатационных соображений.

Толщина изоляционного слоя выбирается исходя из технических и технико-экономических  соображений.

Технические требования.

1.      Необходимо обеспечить заданную температуру теплоносителя в отдельных точках тепловой сети. Обычно это условие предъявляется к паропроводу.

2.      Обеспечение нормированных теплопотерь.

3.      Непревышение заданной температуры поверхности изоляции.

При прокладке теплопровода в рабочих помещениях температура поверхности изоляции не должна превышать 40-50 0С.

      На основании технических требований определяется предельная минимальная толщина изоляции.

 

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.