Kalkulator obliczeniowy powierzchni izolacji rurociągu

Wybór grzejnika

Główną przyczyną zamarzania rurociągów jest niewystarczająca cyrkulacja nośnika energii. W takim przypadku przy ujemnych temperaturach powietrza może rozpocząć się proces ciekłej krystalizacji. Dlatego tak ważna jest wysokiej jakości izolacja rur.

Na szczęście nasze pokolenie ma ogromne szczęście. W niedawnej przeszłości rurociągi izolowano tylko jedną technologią, ponieważ była tylko jedna izolacja - wełna szklana. Współcześni producenci materiałów termoizolacyjnych oferują po prostu najszerszy wybór grzejników do rur, różniących się składem, charakterystyką i sposobem aplikacji.

Porównywanie ich między sobą nie jest do końca słuszne, a tym bardziej twierdzenie, że jeden z nich jest najlepszy. Spójrzmy więc tylko na rodzaje materiałów do izolacji rur.

Według zakresu:

• do rurociągów zimnej i ciepłej wody, rurociągów parowych instalacji centralnego ogrzewania, różnych urządzeń technicznych;
• do systemów kanalizacyjnych i odwadniających;
• do rur instalacji wentylacyjnych i urządzeń mrożących.

Z wyglądu, który w zasadzie od razu wyjaśnia technologię stosowania grzejników:

• rolka;
• liściasty;
• osłona;
• Nadzienie;
• połączone (dotyczy to raczej już sposobu izolacji rurociągów).

Główne wymagania dotyczące materiałów, z których wykonane są grzejniki do rur, to niska przewodność cieplna i dobra ognioodporność.

Następujące materiały spełniają te ważne kryteria:

Wełna mineralna. Najczęściej sprzedawane w rolkach. Nadaje się do izolacji termicznej rurociągów z wysokotemperaturowym nośnikiem ciepła. Jeśli jednak użyjesz wełny mineralnej do izolacji rur w dużych ilościach, ta opcja nie będzie bardzo opłacalna z punktu widzenia oszczędności. Izolację termiczną wełną mineralną wykonuje się poprzez nawijanie, a następnie mocowanie sznurkiem syntetycznym lub drutem nierdzewnym.

Na zdjęciu rurociąg ocieplony wełną mineralną

Może być stosowany zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach. Nadaje się do rur stalowych, metalowo-plastikowych i innych plastikowych. Kolejną pozytywną cechą jest to, że spieniony polistyren ma kształt cylindryczny, a jego wewnętrzną średnicę można dostosować do rozmiaru dowolnej rury.

Penoizol. Zgodnie ze swoimi cechami jest ściśle powiązany z poprzednim materiałem. Jednak metoda instalacji penoizolu jest zupełnie inna - do jego aplikacji wymagana jest specjalna instalacja natryskowa, ponieważ jest to składowa ciekła mieszanina. Po utwardzeniu penoizolu wokół rury tworzy się hermetyczna powłoka, która prawie nie przepuszcza ciepła. Do plusów tutaj należy również brak dodatkowego zapięcia.

Penoizol w akcji

Folia Penofol. Najnowszy rozwój w dziedzinie materiałów izolacyjnych, ale już zdobył swoich fanów wśród obywateli Rosji. Penofol składa się z polerowanej folii aluminiowej i warstwy pianki polietylenowej.

Taka dwuwarstwowa konstrukcja nie tylko zatrzymuje ciepło, ale służy nawet jako rodzaj grzałki! Jak wiadomo folia posiada właściwości odbijające ciepło, co pozwala jej gromadzić i odbijać ciepło do izolowanej powierzchni (w naszym przypadku jest to rurociąg).

Ponadto pokryty folią penofol jest przyjazny dla środowiska, lekko łatwopalny, odporny na ekstremalne temperatury i wysoką wilgotność.

Jak widać, materiałów jest mnóstwo! Istnieje wiele możliwości wyboru sposobu izolacji rur.Ale przy wyborze nie zapomnij wziąć pod uwagę specyfiki środowiska, właściwości izolacji i łatwości jej instalacji. Cóż, nie zaszkodziłoby obliczyć izolację termiczną rur, aby zrobić wszystko poprawnie i niezawodnie.

INFORMATOR

Tabela doboru proporcji średnic rur (rury miedziane, rury stalowe, rury z polietylenu) ze standardowymi wymiarami izolacji termicznej (izolacja z gumy piankowej, izolacja z pianki polietylenowej, cylindry z wełny mineralnej).

To tabela doboru izolacji termicznej do rur pomoże nie popełniać błędów w doborze izolacji.

Zasadniczo do izolacji termicznej stosuje się trzy rodzaje rur: stalową, miedzianą i plastikową. Aby wyznaczyć średnicę rur stalowych i miedzianych, stosuje się trzy metody: w milimetrach, calach i średnicach nominalnych - Du *. DN jest „warunkową”, która jest używana przy obliczaniu różnych parametrów systemów rurociągów. Na przykład takie parametry jak wysokość podnoszenia, natężenie przepływu, zużycie, odpływ itp. średnica wewnętrzna rury.

Bardzo często stosowanie wysokiego ciśnienia w systemie rurociągów nie jest wymagane, dlatego grubość ścianki rury jest zmniejszona, aby można było zaoszczędzić na zużyciu metalu podczas produkcji i odwrotnie, jeśli w rurociągu wymagane jest wysokie ciśnienie lub w przypadku połączeń gwintowanych zwiększa się grubość ścianki rury.

Średnica rur nazywana jest warunkową, ponieważ istnieją rury o przekroju kwadratowym, a nie okrągłym. W takim przypadku dla rur o przekroju kwadratowym przelot nominalny oblicza się przez pole przekroju poprzecznego konkretnej rury, obliczenia należy sprowadzić do wzoru na powierzchnię rury okrągłej i wynosi brane do dalszych obliczeń tak, jakby rura była okrągła i miała taką a taką średnicę nominalną. W rurach o okrągłym przekroju Średnica nominalna - Du całkowicie pokrywa się z wewnętrzną średnicą rury.

Z reguły średnice nominalne (DN) rur stalowych są podawane do rozmiaru 50, po czym zwykle podaje się średnice zewnętrzne rur. Ale w przypadku rur z tworzyw sztucznych zwykle wskazane są tylko średnice zewnętrzne.

Izolacja techniczna rur, która jest dostarczana w postaci rur termoizolacyjnych (elementów rurowych), jest reprezentowana przez standardowe rozmiary, które uwzględniają Dnap - zewnętrzne średnice rur (nie mylić z Dу - średnice warunkowe) Rury.

Przykład:

Załóżmy, że w specyfikacji technicznej podano rurę stalową o średnicy DN 20 i warstwę termoizolacyjną o grubości 13 mm. Nie spiesz się z zamówieniem izolacji termicznej rur o średnicach wewnętrznych - 20 mm lub najbliżej 22 mm (odpowiednio izolacje standardowe rozmiary 20x13 i 22x13).

Pamiętaj, aby zwrócić uwagę na fakt, że jeśli masz rurę stalową o średnicy DN 20, to biorąc pod uwagę grubość ścianki rury, jej średnica zewnętrzna będzie wynosić około 28 mm, dlatego wymagany rozmiar izolacji termicznej to 28x13, oraz jeżeli zastosowana zostanie rura miedziana o średnicy DN 20 to jej średnica zewnętrzna wyniesie ok. 22 mm, a wymiar izolacji termicznej 22x13 (gdzie 13 mm to grubość warstwy ocieplenia).

Układanie izolacji

Obliczenie izolacji zależy od rodzaju zastosowanej instalacji. Może być na zewnątrz lub wewnątrz.

Do ochrony instalacji grzewczych zaleca się izolację zewnętrzną. Nakładany wzdłuż zewnętrznej średnicy, zapewnia ochronę przed utratą ciepła, pojawieniem się śladów korozji. Aby określić objętości materiału, wystarczy obliczyć pole powierzchni rury.

Izolacja termiczna utrzymuje temperaturę w rurociągu niezależnie od wpływu na niego warunków środowiskowych.

Układanie wewnętrzne służy do hydrauliki.

Doskonale zabezpiecza przed korozją chemiczną, zapobiega utracie ciepła na drogach z gorącą wodą. Zwykle jest to materiał powłokowy w postaci lakierów, specjalnych zapraw cementowo-piaskowych.Wybór materiału można również przeprowadzić w zależności od tego, która uszczelka zostanie zastosowana.

Najczęściej wymagane jest układanie kanałów. W tym celu specjalne kanały są wstępnie ułożone, a ścieżki są w nich umieszczane. Rzadziej stosuje się bezkanałową metodę układania, ponieważ do wykonania pracy wymagany jest specjalny sprzęt i doświadczenie.Metoda jest stosowana w przypadku, gdy nie jest możliwe wykonanie prac przy układaniu rowów.

Instalacja izolacji

Obliczenie ilości izolacji w dużej mierze zależy od sposobu jej zastosowania. Zależy to od miejsca aplikacji - na wewnętrzną lub zewnętrzną warstwę izolacyjną.

Możesz to zrobić samodzielnie lub skorzystać z kalkulatora, aby obliczyć izolację termiczną rurociągów. Zewnętrzną powłokę powierzchniową stosuje się w rurociągach ciepłej wody o wysokich temperaturach w celu ochrony przed korozją. Obliczenia tą metodą sprowadzają się do określenia powierzchni zewnętrznej powierzchni sieci wodociągowej, w celu określenia zapotrzebowania na metr bieżący rury.

W przypadku rur wodociągowych stosuje się izolację wewnętrzną. Jego głównym celem jest ochrona metalu przed korozją. Stosowany jest w postaci specjalnych lakierów lub kompozycji cementowo-piaskowej z warstwą o grubości kilku mm.

Wybór materiału zależy od metody instalacji - kanałowej lub kanałowej. W pierwszym przypadku tace betonowe są umieszczane na dnie otwartego wykopu w celu umieszczenia. Powstałe rynny zamykane są betonowymi pokrywami, po czym kanał wypełnia się uprzednio usuniętą ziemią.

Układanie bezkanałowe jest stosowane, gdy kopanie magistrali grzewczej nie jest możliwe.

Wymaga to specjalnego sprzętu inżynieryjnego. Obliczanie objętości izolacji termicznej rurociągów w kalkulatorach online jest dość dokładnym narzędziem, które pozwala obliczyć ilość materiałów bez majstrowania przy skomplikowanych formułach. Wskaźniki zużycia materiałów podano w odpowiednim SNiP.

Opublikowano: 29 grudnia 2017 r

(4 oceny, średnia: 5,00 z 5) Ładuję ...

• Data: 15-04-2015Komentarze: Ocena: 26

Prawidłowo wykonane obliczenia izolacji termicznej rurociągu mogą znacznie wydłużyć żywotność rur i zmniejszyć ich straty ciepła

Aby jednak nie pomylić się w obliczeniach, ważne jest, aby wziąć pod uwagę nawet drobne niuanse.

Izolacja termiczna rurociągów zapobiega tworzeniu się kondensatu, zmniejsza wymianę ciepła między rurami a otoczeniem oraz zapewnia sprawność komunikacji.

Przegląd

Obliczanie izolacji termicznej jest jednym z najbardziej czasochłonnych zadań projektowych. Nowoczesne wymagania dotyczące harmonogramu i realizacji projektów sprawiają, że ręczne obliczenia izolacji dla dużych projektów są prawie niemożliwe! Nawet zastosowanie standardowych albumów projektowych nie pozwala w pełni zapewnić wymaganej wydajności pracy.
Program opracowany w NTP Truboprovod pozwala obliczyć i dobrać izolację termiczną, oszczędzając do 90% czasu, który zwykle spędzasz na tym zadaniu. Program w trybie automatycznym całkowicie formuje strukturę termoizolacji, oblicza i generuje arkusz danych ogólnych (wykaz referencji i załączonych dokumentów), arkusz instalacji technicznej, przedmiar robót (dla działu kosztorysów) oraz specyfikację zgodnie z GOST 21.405-93, GOST 21.110-2013 i GOST R 21.1101 -2013.

Program rekomendowany jest do stosowania w biurach i działach projektowych przy projektowaniu i przebudowie rurociągów głównych i technologicznych oraz sieci ciepłowniczych, urządzeń w rafinerii ropy naftowej, przemyśle chemicznym, petrochemicznym, gazowym, naftowym, ciepłowniczym i innych, które obliczają i dobierają izolacje termiczne dla rurociągi i wyposażenie.

Opcje izolacji rurociągów

Na koniec rozważymy trzy skuteczne metody izolacji termicznej rurociągów.

Być może niektóre z nich przypadną Ci do gustu:

1. Izolacja termiczna za pomocą kabla grzejnego.Oprócz tradycyjnych metod izolacji istnieje również taka alternatywna metoda. Stosowanie kabla jest bardzo wygodne i produktywne, biorąc pod uwagę, że zabezpieczenie rurociągu przed zamarznięciem zajmuje tylko sześć miesięcy. W przypadku rur grzewczych z kablem istnieje znaczna oszczędność wysiłku i pieniędzy, które trzeba by było przeznaczyć na roboty ziemne, materiał izolacyjny i inne punkty. Instrukcja obsługi dopuszcza umieszczenie kabla zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz rur.

Dodatkowa izolacja termiczna z przewodem grzejnym

1. Ocieplenie powietrzem. Błąd nowoczesnych systemów ociepleń polega na tym, że często nie bierze się pod uwagę, że przemarzanie gruntu zachodzi zgodnie z zasadą „od góry do dołu”. Strumień ciepła wydobywający się z głębi ziemi ma tendencję do przechodzenia przez proces zamarzania. Ale ponieważ izolacja jest wykonywana ze wszystkich stron rurociągu, okazuje się, że izoluję ją również od rosnącego ciepła. Dlatego bardziej racjonalne jest zamontowanie grzejnika w postaci parasola nad rurami. W takim przypadku szczelina powietrzna będzie rodzajem akumulatora ciepła.
2. „Rura w rurze”. Tutaj więcej rur układa się w rurach polipropylenowych. Jakie są zalety tej metody? Przede wszystkim plusy obejmują fakt, że rurociąg można w każdym przypadku rozgrzać. Dodatkowo możliwe jest ogrzewanie za pomocą urządzenia zasysającego ciepłe powietrze. W sytuacjach awaryjnych możesz szybko rozciągnąć wąż awaryjny, zapobiegając w ten sposób wszystkim negatywnym chwilom.

Izolacja typu rura w rurze

Obliczanie objętości izolacji rur i układanie materiału

• Rodzaje materiałów izolacyjnych Układanie izolacji Obliczanie materiałów izolacyjnych dla rurociągów Eliminacja uszkodzeń izolacji

Izolacja rurociągów jest konieczna w celu znacznego ograniczenia strat ciepła.

Najpierw musisz obliczyć objętość izolacji rurociągu. Pozwoli to nie tylko na optymalizację kosztów, ale także na zapewnienie kompetentnego wykonywania prac, utrzymując rury w należytym stanie. Odpowiednio dobrany materiał zapobiega korozji i poprawia izolację termiczną.

Schemat izolacji rur.

Obecnie do ochrony ścieżek można stosować różne rodzaje powłok. Konieczne jest jednak dokładne uwzględnienie sposobu i miejsca komunikacji.

W przypadku rur wodociągowych można jednocześnie zastosować dwa rodzaje ochrony - powłokę wewnętrzną i zewnętrzną. Do tras grzewczych zaleca się stosowanie wełny mineralnej lub szklanej, a do przemysłowych - PPU. Obliczenia wykonywane są różnymi metodami, wszystko zależy od wybranego rodzaju pokrycia.

Charakterystyka układania sieci i normatywna metodologia obliczeń

Wykonywanie obliczeń w celu określenia grubości warstwy termoizolacyjnej powierzchni cylindrycznych jest dość pracochłonnym i złożonym procesem

Jeśli nie jesteś gotowy powierzyć go specjalistom, powinieneś zaopatrzyć się w uwagę i cierpliwość, aby uzyskać właściwy wynik. Najczęstszym sposobem obliczania izolacji rur jest obliczanie jej za pomocą znormalizowanych wskaźników strat ciepła.

Faktem jest, że SNiPom ustalił wartości strat ciepła przez rurociągi o różnych średnicach i różnymi metodami ich układania:

Schemat izolacji rur.

• w otwarty sposób na ulicy;
• otworzyć w pokoju lub tunelu;
• metoda bezkanałowa;
• w kanałach nieprzejezdnych.

Istota obliczeń polega na doborze materiału termoizolacyjnego i jego grubości w taki sposób, aby wartość strat ciepła nie przekraczała wartości określonych w SNiP. Metodologia obliczeń jest również regulowana dokumentami regulacyjnymi, a mianowicie odpowiednim Kodeksem Zasad. Ta ostatnia oferuje nieco bardziej uproszczoną metodologię niż większość istniejących podręczników technicznych. Uproszczenia zawarte są w następujących punktach:

Straty ciepła podczas nagrzewania ścianek rur przez transportowane w nich medium są pomijalne w porównaniu ze stratami traconymi w zewnętrznej warstwie izolacji. Z tego powodu można je ignorować. Zdecydowana większość wszystkich rurociągów procesowych i sieciowych jest wykonana ze stali, a jej odporność na przenikanie ciepła jest wyjątkowo niska. Zwłaszcza w porównaniu z tym samym wskaźnikiem izolacji

Dlatego zaleca się, aby nie brać pod uwagę odporności metalowej ściany rury na przenoszenie ciepła.

Cechy procesu

Od czego zależy grubość izolacji termicznej rurociągów? Jakie czynniki należy wziąć pod uwagę w obliczeniach?

Charakterystyka sieci

Dlaczego izolacja termiczna rurociągów technologicznych jest inna? Przede wszystkim proces ten zależy od lokalizacji i danych samego systemu.

Istnieją następujące sposoby układania tras:

• instalacja zewnętrzna - na ulicy;
• w pokoju;
• dzięki technologii bezkanałowej;
• przez tunel;
• w kanałach nieprzejezdnych.

Zgodnie ze standardami SNiP dla każdej opcji instalacji zapewnione są różne wskaźniki dopuszczalnych strat ciepła. Wiele osób uważa, że ​​kalkulator izolacji rurociągu oparty na takich danych wejściowych jest najbardziej praktycznym i poprawnym narzędziem. Oczywiście brane są pod uwagę inne parametry, o których dowiesz się później.

Główną zasadą tej techniki jest to, że ilość strat ciepła układanej trasy nie powinna przekraczać poziomu określonego przez SNiP.

Istnieje również alternatywna metodologia (zdaniem początkujących właścicieli domów - prostsza), oparta na standardach określonych w dokumentach zwanych Kodeksem Zasad. Ten przewodnik jest uważany za najbardziej przystępny do zrozumienia, a zatem „ratownik” dla początkujących w dziedzinie tropienia. Jakie są uproszczenia?

1. Dozwolone jest nieuwzględnianie opozycji metalowych ścian elementów do procesu wymiany ciepła. Powód takiego odprężenia jest następujący: prawie wszystkie rurociągi sieciowe i technologiczne wykonane są ze stali, która wyróżnia się wyjątkowo niską odpornością na przenikanie ciepła.
2. Jeśli porównamy straty ciepła w warstwie materiału termoizolacyjnego i wewnątrz samej konstrukcji (z powodu przenoszenia ciepła z zawartości układu na ściany), to te ostatnie są tak skąpe, że można je pominąć przy obliczaniu montaż izolacji termicznej rurociągów.

Dopiero po przeprowadzeniu szczegółowych obliczeń stanie się jasne, jakie materiały do ​​izolacji termicznej rurociągów trzeba kupić, jaka grubość tego surowca ma zastosowanie dla danej opcji, jak wszystko powinno się wydarzyć.

Warto zwrócić uwagę! Zaniedbanie obliczeń, które pozornie ma na celu zaoszczędzenie czasu i pieniędzy, może doprowadzić do odwrotnego wyniku. Przykładowo, wybór grubości materiału metodą „oczkową” pociągnie za sobą nieuzasadnione wydatki, jeśli wskaźnik przekroczy ustalone normy.

Przed zainstalowaniem systemu należy wszystko szczegółowo obliczyć: jakiego rodzaju izolacji potrzebujesz, jaka jest jej grubość odpowiednia do pokrycia określonej konstrukcji

Czynniki wpływające

Od jakich punktów zależy wybór grubości materiału i rodzaju izolacji rurociągu?

Zapamiętaj listę tych ważnych czynników:

• temperatura zawartości układu;
• rodzaj i charakterystyka izolacji;
• zmiany temperatury poza siecią - w otoczeniu toru;
• granica obciążenia mechanicznego konstrukcji;
• skłonność materiału termoizolacyjnego do deformacji;
• w przypadku umieszczenia systemu pod ziemią, obciążenie z ziemi.

Ważne jest, aby wiedzieć! W przypadku tras o temperaturze zawartości nieprzekraczającej 12 stopni nie ma wystarczającej izolacji termicznej rurociągów wełną mineralną. W takich przypadkach należy również zastosować materiał pokryty folią, który z powodzeniem radzi sobie z misją paroizolacji.

Schemat izolacji termicznej

Obliczenia termiczne sieci ciepłowniczej

Do obliczeń termicznych przyjmiemy następujące dane:

· Temperatura wody w rurociągu zasilającym 85 ° C;

· Temperatura wody na powrocie 65 ° C;

· Średnia temperatura powietrza w okresie grzewczym Republiki Mołdawii wynosi +0,6 oC;

Obliczmy straty nieizolowanych rurociągów. Przybliżone określenie strat ciepła na 1 m nieizolowanego rurociągu w zależności od różnicy temperatur między ścianą rurociągu a otaczającym powietrzem można wykonać na podstawie nomogramu. Wartość strat ciepła wyznaczona z nomogramu mnoży się przez współczynniki korygujące:

Gdzie: za

- współczynnik korygujący uwzględniający różnicę temperatur,
ale
=0,91;

b

- poprawka na promieniowanie, na
re
= 45 mm i
re
= 76 mm
b
= 1,07 i dla
re
= 133 mm
b
=1,08;

l

- długość rurociągu, m.

Straty ciepła 1 m rurociągu nieizolowanego, określone na podstawie nomogramu:

dla re

= 133 mm
Qnie m
= 500 W / m; dla
re
= 76 mm
Qnie m
= 350 W / m; dla
re
= 45 mm
Qnie m
= 250 W / m.

Biorąc pod uwagę, że straty ciepła będą dotyczyły zarówno rurociągów zasilających, jak i powrotnych, wówczas straty ciepła należy pomnożyć przez 2:

kW.

Straty ciepła w podporach zawieszenia itp. 10% dodaje się do strat ciepła samego nieizolowanego rurociągu.

kW.

Standardowe wartości średnich rocznych strat ciepła dla sieci ciepłowniczej podczas układania nadziemnego określa się za pomocą następujących wzorów:

gdzie :, - standardowe średnie roczne straty ciepła odpowiednio rurociągów zasilającego i powrotnego odcinka układania nadziemnego, W;

, - wartości standardowe jednostkowych strat ciepła w dwururowych sieciach ciepłowniczych odpowiednio rurociągów zasilających i powrotnych dla każdej średnicy rur do układania nadziemnego, W / m, określone przez;

l

- długość odcinka sieci ciepłowniczej charakteryzującej się taką samą średnicą rurociągów i rodzajem układania, m;

- współczynnik lokalnych strat ciepła uwzględniający straty ciepła kształtek, podpór i kompensatorów. Wartość współczynnika zgodnie z przyjmuje się dla instalacji naziemnej 1,25.

Obliczenia strat ciepła w izolowanych wodociągach podsumowano w tabeli 3.4.

Tabela 3.4 - Obliczanie strat ciepła izolowanych rurociągów wodnych

dн, mm	, W / m	, W / m	l, m	, W.	, W.
133	59	49	92	6,79	5,64
76	41	32	326	16,71	13,04
49	32	23	101	4,04	2,9

Średnia roczna utrata ciepła w izolowanej sieci ciepłowniczej wyniesie 49,12 kW / rok.

Aby ocenić skuteczność konstrukcji izolacyjnej, często stosuje się wskaźnik zwany współczynnikiem efektywności izolacji:

Gdzie Qr
, Qi
- straty ciepła rur nieizolowanych i izolowanych, W.

Współczynnik efektywności izolacji:

Izolacja termiczna rurociągów zapewniająca wymaganą temperaturę powierzchni

Dążenie do takich celów wiąże się zwykle z tym, że wymagania bezpieczeństwa określają potrzebę zmniejszenia wytwarzania ciepła w pomieszczeniu w celu ochrony personelu obsługującego przed poparzeniami, a straty ciepła w przedsiębiorstwie nie są regulowane. Zgodnie z prawem, zgodnie z normami i wymaganiami SNiP, przy temperaturze chłodziwa poniżej 100 ° C w pomieszczeniu temperatura na powierzchni izolacji rury nie powinna przekraczać 35 °. Przy temperaturze chłodziwa powyżej 100 ° C temperatura powierzchni nie powinna przekraczać 45 °. Na wolnym powietrzu słupek temperatury podnosi się, ale nadal jest ograniczony do 55 ° C przy zastosowaniu metalowej powłoki ochronnej i 60 ° przy stosowaniu innych rodzajów powłok izolacyjnych do rur.

Schemat izolacji termicznej rurociągów zapewniający wymaganą temperaturę powierzchni.

Przy wyborze powłoki ochronnej do izolacji termicznej rur znajdujących się w pomieszczeniu należy wziąć pod uwagę właściwości radiacyjne jego powierzchni. Tak więc, aby zmniejszyć grubość warstwy izolacji termicznej rurociągów, należy zastosować niemetaliczną powłokę ochronną o wysokiej emisyjności, ponieważ w tych samych warunkach obliczeniowych grubość niemetalicznej powłoki izolacji termicznej rur będzie być znacznie niższa niż w przypadku powłoki metalowej.Wymiary warstwy izolacyjnej, określone obliczeniem dla danej temperatury na jej powierzchni, będą zależały od takich czynników, jak:

• temperatura otoczenia;
• lokalizacja konstrukcji (może być wewnątrz lub na zewnątrz);
• zewnętrzna średnica rury;
• temperatura samego płynu chłodzącego;
• współczynnik przenikania ciepła z powierzchni izolacji termicznej rurociągu do powietrza otoczenia.

Sposób obliczania jednowarstwowej konstrukcji termoizolacyjnej

Podstawowy wzór do obliczania izolacyjności cieplnej rurociągów przedstawia zależność między wielkością strumienia ciepła z eksploatowanej rury pokrytej warstwą izolacji a jej grubością. Wzór stosuje się, jeśli średnica rury jest mniejsza niż 2 m:

Wzór do obliczania izolacji termicznej rur.

ln B = 2πλ [K (tt - do) / qL - Rn]

W tym wzorze:

• λ - współczynnik przewodzenia ciepła izolacji, W / (m ⁰C);
• K - bezwymiarowy współczynnik dodatkowych strat ciepła przez łączniki lub podpory, niektóre wartości K można pobrać z tabeli 1;
• tт - temperatura w stopniach transportowanego medium lub nośnika ciepła;
• tо - temperatura powietrza zewnętrznego, ⁰C;
• qL to strumień ciepła, W / m2;
• Rн - odporność na przenoszenie ciepła na zewnętrznej powierzchni izolacji, (m2 ⁰C) / W.

Tabela 1

Warunki układania rur	Wartość współczynnika K
Rurociągi stalowe otwarte wzdłuż ulicy, przez kanały, tunele, otwarte w pomieszczeniach na przesuwnych wspornikach o średnicy nominalnej do 150 mm.	1.2
Rurociągi stalowe są otwarte wzdłuż ulicy, przez kanały, tunele, otwarte w pomieszczeniach na przesuwnych wspornikach o średnicy nominalnej 150 mm i więcej.	1.15
Rurociągi stalowe są otwarte wzdłuż ulicy, wzdłuż kanałów, tuneli, otwarte w pomieszczeniach na podwieszonych podporach.	1.05
Niemetalowe rury ułożone na podporach podwieszanych lub przesuwnych.	1.7
Bezkanałowy sposób układania.	1.15

Wartość współczynnika przewodzenia ciepła λ izolacji jest wartością odniesienia w zależności od wybranego materiału termoizolacyjnego. Zaleca się przyjmować temperaturę transportowanego medium tt jako średnią temperaturę w ciągu roku, a powietrza zewnętrznego za średnią roczną. Jeżeli izolowany rurociąg przechodzi przez pomieszczenie, wówczas temperaturę otoczenia ustala się na podstawie projektu technicznego, a przy jego braku przyjmuje się, że jest równa + 20 ° C. Wskaźnik odporności na przenikanie ciepła na powierzchni konstrukcji termoizolacyjnej Rn dla warunków montażu na zewnątrz można pobrać z tabeli 2.

Tabela 2

Rn, (m2 ⁰C) / W	DN32	DN40	DN50	DN100	DN125	DN150	DN200	DN250	DN300	DN350	DN400	DN500	DN600	DN700
tт = 100 ⁰C	0.12	0.10	0.09	0.07	0.05	0.05	0.04	0.03	0.03	0.03	0.02	0.02	0.017	0.015
tт = 300 ⁰C	0.09	0.07	0.06	0.05	0.04	0.04	0.03	0.03	0.02	0.02	0.02	0.02	0.015	0.013
tт = 500 ⁰C	0.07	0.05	0.04	0.04	0.03	0.03	0.03	0.02	0.02	0.02	0.02	0.016	0.014	0.012

Uwaga: wartość Rn przy pośrednich wartościach temperatury chłodziwa jest obliczana przez interpolację. Jeżeli wskaźnik temperatury jest poniżej 100 ⁰C, za wartość Rn przyjmuje się 100 ⁰C.

Wskaźnik B należy obliczyć oddzielnie:

Tabela strat ciepła dla różnych grubości rur i izolacji termicznej.

B = (dfrom + 2δ) / dtr, tutaj:

• diz - zewnętrzna średnica konstrukcji termoizolacyjnej, m;
• dtr - średnica zewnętrzna chronionej rury, m;
• δ jest grubością konstrukcji termoizolacyjnej, m.

Obliczenie grubości izolacji rurociągów rozpoczyna się od określenia wskaźnika ln B, podstawiając do wzoru wartości średnic zewnętrznych rury i konstrukcji termoizolacji oraz grubości warstwy, po czym parametr ln B znajduje się z tabeli logarytmów naturalnych i jest podstawiane do podstawowego wzoru wraz ze wskaźnikiem znormalizowanego strumienia ciepła qL i obliczane. Oznacza to, że grubość izolacji rurociągu musi być taka, aby prawa i lewa strona równania były identyczne. Tę wartość grubości należy wykorzystać do dalszego opracowania.

Rozważana metoda obliczeniowa zastosowana do rurociągów o średnicy mniejszej niż 2 m W przypadku rur o większej średnicy obliczenia izolacji są nieco prostsze i są wykonywane zarówno dla płaskiej powierzchni, jak i według innego wzoru:

δ = [K (tt - to) / qF - Rn]

W tym wzorze:

• δ jest grubością konstrukcji termoizolacyjnej, m;
• qF jest wartością znormalizowanego strumienia ciepła, W / m2;
• inne parametry - jak we wzorze obliczeniowym dla powierzchni walcowej.

Obliczanie izolacji termicznej ekranu rurociągów systemów zaopatrzenia w ciepło

Obliczanie izolacji termicznej ekranu rurociągów systemów zaopatrzenia w ciepło

(I.G. Belyakov, A.Yu. Vytchikov, L.D. Evseev)

W systemach zaopatrzenia w ciepło pianka poliuretanowa jest szeroko stosowana do izolacji rurociągów jako grzejnik, który ma niską wartość współczynnika przewodzenia ciepła. Maksymalna temperatura pracy dla różnych marek pianki poliuretanowej mieści się w przedziale od 80 do 200 ° C, dlatego konieczne jest zabezpieczenie jej przed przegrzaniem poprzez nałożenie folii aluminiowej na wewnętrzną powierzchnię płaszcza.

Pomiędzy płaszczem a rurociągiem powstaje szczelina powietrzna, której wielkość znacząco wpływa na różnicę temperatur pomiędzy zewnętrzną powierzchnią rurociągu a pianką poliuretanową. Schemat procesu wymiany ciepła w izolowanym rurociągu przedstawiono na rys.1.

Ryc.1. Przenikanie ciepła w izolowanym rurociągu

Obliczenia grubości warstwy izolacji termicznej przeprowadzono dla rurociągów położonych na wolnym powietrzu o temperaturze chłodziwa od 100 do 150 ° C.

Matematyczne ujęcie rozważanego problemu przyjmie następującą postać:

Gdzie:

q1 - gęstość strumienia ciepła przechodzącego przez konstrukcję, W / m; t - temperatura płynu chłodzącego, ° C; t0 - temperatura otoczenia, przyjmowana jako średnia temperatura okresu grzewczego (t0 = -5,2 ° C, Samara); dy - średnica nominalna rurociągu, m; dн - średnica zewnętrzna rurociągu, m; dfrom1, dfrom2 - średnica wewnętrzna i zewnętrzna skorupy z pianki poliuretanowej, m; - współczynnik przenikania ciepła z zewnętrznej powierzchni izolacji, przyjęty równy 29 W / (m2 ° C) zgodnie z Załącznikiem 9, SNiP 2.04.14-88 „Izolacja termiczna wyposażenia rurociągu”. M., 1999; λ, λ z 1, λ z 2 - współczynnik przewodzenia ciepła odpowiednio materiału rurociągu, szczeliny powietrznej i pianki poliuretanowej W / (m ° C). Współczynnik przewodności cieplnej szczeliny powietrznej określa się z uwzględnieniem konwekcji i wymiany ciepła przez promieniowanie:

Gdzie: λm - wartość współczynnika przewodzenia ciepła powietrza, W / (m ° C); - współczynnik konwekcji uwzględniający efekt konwekcji naturalnej> = 1 - współczynnik przenikania ciepła przez promieniowanie, W / (m2 ° C); - grubość szczeliny powietrznej, m;

Do wyznaczenia współczynnika konwekcji zaleca się skorzystanie z równania kryterialnego uzyskanego przez M.A. Mikheev at 103 .

W powyższym równaniu za wymiar definiujący należy przyjąć grubość warstwy pośredniej, a za temperaturę definiującą należy przyjąć średnią temperaturę powietrza.

Gdzie: sol - przyspieszenie ziemskie, m2 / s; - współczynnik lepkości kinematycznej powietrza, m2 / s;

- współczynnik rozszerzalności objętościowej powietrza 1 / ° K;

- średnia temperatura powietrza w międzywarstwie, ° C;

- różnica temperatur powierzchni warstw, ° C; Pr - Kryterium Prandtla.

gdzie: - emisyjność zredukowana dla układu równoległych płyt o stopniach emisyjności

- emisyjność absolutnie czarnego ciała;

- temperatury powierzchni płyt, ° K;

Ryc.2. Zależność delta t różnicy temperatur od wielkości szczeliny powietrznej

Rysunek 2 przedstawia zależność różnicy temperatur pomiędzy zewnętrzną powierzchnią rurociągu a wewnętrzną powierzchnią płaszcza delta t od wielkości szczeliny powietrznej przy du = 0,82 m.

Grubość warstwy termoizolacyjnej wykonanej z pianki poliuretanowej PPU-110 wynosi 16 mm.