Calculadora para calcular o volume de isolamento do tubo

Escolhendo um aquecedor

A principal razão para o congelamento dos dutos é a taxa de circulação insuficiente do transportador de energia. Neste caso, em temperaturas de ar abaixo de zero, o processo de cristalização líquida pode começar. Portanto, o isolamento térmico de alta qualidade dos tubos é vital.

Felizmente, nossa geração é incrivelmente sortuda. No passado recente, os dutos eram isolados usando apenas uma tecnologia, já que havia apenas um isolamento - lã de vidro. Os fabricantes modernos de materiais isolantes de calor oferecem simplesmente a mais ampla seleção de aquecedores para tubos que diferem em composição, características e método de aplicação.

Não é inteiramente correto compará-los entre si, e mais ainda, afirmar que um deles é o melhor. Portanto, vamos examinar os tipos de materiais de isolamento de tubos.

Por escopo:

para condutas de abastecimento de água quente e fria, condutas de vapor de sistemas de aquecimento central, equipamento técnico diverso;
para sistemas de esgoto e sistemas de drenagem;
para tubos de sistemas de ventilação e equipamentos de congelamento.

Na aparência, o que, em princípio, explica de imediato a tecnologia de uso de aquecedores:

rolar;
frondoso;
mortalha;
o preenchimento;
combinados (isso já se refere ao método de isolamento de dutos).

Os principais requisitos para os materiais com os quais os aquecedores para tubos são feitos são baixa condutividade térmica e boa resistência ao fogo.

Os seguintes materiais atendem a estes critérios importantes:

Lã mineral. Quase sempre vendido em rolos. Adequado para isolamento térmico de dutos com portador de calor de alta temperatura. No entanto, se você usar lã mineral para isolar tubos em grandes volumes, essa opção não será muito lucrativa do ponto de vista da economia. O isolamento térmico com lã mineral é feito por enrolamento, seguido da sua fixação com fio sintético ou fio inoxidável.

Na foto há um duto isolado com lã mineral

Pode ser usado tanto em baixas como em altas temperaturas. Adequado para tubos de aço, metal-plástico e outros plásticos. Outra característica positiva é que o poliestireno expandido tem formato cilíndrico e seu diâmetro interno pode ser ajustado ao tamanho de qualquer tubo.

Penoizol. Pelas suas características, está intimamente relacionado com o material anterior. No entanto, o método de instalação do penoizol é completamente diferente - para a sua aplicação é necessária uma instalação de pulverização especial, uma vez que é uma mistura líquida componente. Depois que a espuma é solidificada, uma concha hermética se forma ao redor do tubo, o que quase não permite a passagem de calor. As vantagens aqui também incluem a falta de fixação adicional.

Penoizol em ação

Folha de penofol. O mais recente desenvolvimento na área de materiais de isolamento, mas já conquistou seus fãs entre os cidadãos russos. O Penofol consiste em uma folha de alumínio polida e uma camada de espuma de polietileno.

Essa construção de duas camadas não apenas retém o calor, mas também serve como uma espécie de aquecedor! Como você sabe, a folha possui propriedades de reflexão de calor, o que permite que ela se acumule e reflita o calor para a superfície isolada (em nosso caso, é um duto).

Além disso, o penofol laminado é ecologicamente correto, ligeiramente inflamável, resistente a temperaturas extremas e alta umidade.

Como podem ver, os materiais são bastantes! Há muito por onde escolher como isolar tubos.Mas na hora de escolher não esqueça de levar em consideração as peculiaridades do ambiente, as características do isolamento e sua facilidade de instalação. Pois bem, não custaria nada calcular o isolamento térmico dos tubos para fazer tudo de forma correta e confiável.

DIRETÓRIO

Tabela de seleção da proporção dos diâmetros dos tubos (tubos de cobre, tubos de aço, tubos de polietileno) com tamanhos padrão de isolamento térmico (isolamento de espuma de borracha, isolamento de espuma de polietileno, cilindros de lã mineral).

Esta mesa de seleção de isolamento térmico para tubos ajudará a não cometer erros na seleção do isolamento.

Basicamente, três tipos de tubos são usados para isolamento térmico: aço, cobre e plástico. Para designar o diâmetro dos tubos de aço e cobre, três métodos são usados: em milímetros, polegadas e diâmetros nominais - Du *. DN é um "condicional", que é usado ao calcular vários parâmetros de sistemas de dutos. Por exemplo, parâmetros como carga, vazão, consumo, drenagem, etc. diâmetro interno do tubo.

Muitas vezes, o uso de alta pressão no sistema de duto não é necessário, portanto, a espessura da parede do duto é reduzida para que seja possível economizar no consumo de metal durante a produção, e vice-versa, caso seja necessária alta pressão no duto ou para conexões roscadas, a espessura da parede do tubo é aumentada.

O diâmetro dos tubos é denominado condicional, porque existem tubos com seção transversal quadrada e não circular. Neste caso, para tubos com seção transversal quadrada, a passagem nominal é calculada através da área da seção transversal de um determinado tubo, o cálculo deve ser reduzido à fórmula para a área de um tubo redondo e é tomadas para cálculos posteriores como se o tubo fosse redondo e tivesse tal e tal diâmetro nominal. Em tubos com seção transversal circular Tamanho nominal - Du coincide completamente com o diâmetro interno do tubo.

Via de regra, os diâmetros nominais (DN) dos tubos de aço são indicados até o tamanho 50, após o que é comum indicar os diâmetros externos dos tubos. Mas para tubos de plástico, geralmente apenas os diâmetros externos são indicados.

O isolamento técnico para tubos, que é fornecido na forma de tubos isolantes de calor (elementos tubulares), é representado por tamanhos padrão que levam em consideração Dnap - os diâmetros externos dos tubos (não deve ser confundido com diâmetros condicionais Dу) de tubos.

Exemplo:

Suponha que sua especificação técnica indique um tubo de aço com um diâmetro de DN 20 e uma camada isolante de calor com uma espessura de 13 mm. Leve o seu tempo para solicitar isolamento térmico de tubos com diâmetros internos - 20 mm ou o mais próximo 22 mm (respectivamente, tamanhos padrão de isolamento 20x13 e 22x13).

Certifique-se de prestar atenção ao fator que se você tem um tubo de aço com DN 20, então levando em consideração a espessura da parede do tubo, seu diâmetro externo será de aproximadamente 28 mm, portanto, o tamanho necessário de isolamento térmico é 28x13, e se for usado um tubo de cobre com DN 20, seu diâmetro externo será de cerca de 22 mm e o tamanho do isolamento térmico será de 22x13 (onde 13 mm é a espessura da camada de isolamento térmico).

Colocação de isolamento

O cálculo do isolamento depende do tipo de instalação usada. Pode ser externo ou interno.

O isolamento externo é recomendado para a proteção de sistemas de aquecimento. É aplicado ao longo do diâmetro externo, proporciona proteção contra perda de calor, aparecimento de vestígios de corrosão. Para determinar os volumes de material, é suficiente calcular a área da superfície do tubo.

O isolamento térmico mantém a temperatura na tubulação, independentemente do efeito das condições ambientais sobre ela.

A colocação interna é usada para encanamento.

Protege perfeitamente contra a corrosão química, evita a perda de calor nas vias com água quente. Normalmente é um material de revestimento na forma de vernizes, argamassas especiais de cimento-areia.A escolha do material também pode ser feita dependendo de qual gaxeta será usada.

A colocação de dutos é exigida na maioria das vezes. Para isso, canais especiais são arranjados preliminarmente, e as faixas são colocadas neles. Menos frequentemente, utiliza-se o método de assentamento sem canal, visto que para a execução da obra é necessário equipamento especial e experiência, sendo o método utilizado no caso em que não seja possível realizar trabalhos de instalação de valas.

Instalação de isolamento

O cálculo da quantidade de isolamento depende em grande parte do método de sua aplicação. Depende do local de aplicação - para a camada isolante interna ou externa.

Você pode fazer isso sozinho ou usar um programa de calculadora para calcular o isolamento térmico dos dutos. O revestimento da superfície externa é usado para tubulações de água quente em altas temperaturas, a fim de protegê-las da corrosão. O cálculo com este método reduz-se à determinação da área da superfície externa do sistema de abastecimento de água, para determinar a necessidade de um medidor contínuo da tubulação.

O isolamento interno é usado para tubulações de água. Seu principal objetivo é proteger o metal da corrosão. É utilizado na forma de vernizes especiais ou na composição cimento-areia com uma camada de vários mm de espessura.

A escolha do material depende do método de instalação - canal ou sem canal. No primeiro caso, as bandejas de concreto são colocadas no fundo de uma vala aberta para colocação. As calhas resultantes são fechadas com tampas de concreto, após o que o canal é preenchido com solo previamente removido.

A colocação sem canal é usada quando não é possível cavar uma tubulação de aquecimento.

Isso requer equipamento especial de engenharia. Calcular o volume de isolamento térmico de dutos em calculadoras online é uma ferramenta bastante precisa que permite calcular a quantidade de materiais sem mexer em fórmulas complexas. As taxas de consumo de materiais são fornecidas no SNiP correspondente.

Postado em: 29 de dezembro de 2017

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Data: 15-04-2015 Comentários: Avaliação: 26

O cálculo correto do isolamento térmico da tubulação pode aumentar significativamente a vida útil dos tubos e reduzir sua perda de calor

No entanto, para não se enganar nos cálculos, é importante levar em consideração até mesmo pequenas nuances.

O isolamento térmico das tubulações evita a formação de condensado, reduz a troca de calor entre as tubulações e o ambiente e garante a operacionalidade das comunicações.

Visão geral

O cálculo do isolamento térmico é uma das tarefas de projeto mais demoradas. Os requisitos modernos de cronograma e execução do projeto tornam o cálculo manual do isolamento para grandes projetos quase impossível! Mesmo o uso de álbuns de design padrão não permite fornecer totalmente a eficiência de trabalho necessária.
O programa desenvolvido em NTP Truboprovod permite calcular e selecionar o isolamento térmico, economizando até 90% do tempo que costuma gastar nesta tarefa. O programa em modo automático forma completamente a estrutura de isolamento térmico, calcula e gera uma folha de dados geral (lista de referência e documentos anexos), uma folha de instalação técnica, uma lista de quantidades (para o departamento de orçamento) e uma especificação de acordo com GOST 21.405-93, GOST 21.110-2013 e GOST R 21.1101 -2013.

O programa é recomendado para uso em bureaus de projeto e departamentos de projeto e reconstrução de dutos principais e tecnológicos e redes de aquecimento, equipamentos de refino de petróleo, química, petroquímica, gás, petróleo, energia térmica e outras indústrias que calculam e selecionam isolamento térmico para oleodutos e equipamentos.

Opções de isolamento de dutos

Finalmente, consideraremos três métodos eficazes para isolamento térmico de dutos.

Talvez alguns deles sejam atraentes para você:

Isolamento térmico com cabo de aquecimento.Além dos métodos de isolamento tradicionais, também existe um método alternativo. O uso do cabo é muito conveniente e produtivo, considerando que leva apenas seis meses para proteger o duto de congelamento. No caso de tubos de aquecimento com cabo, há uma economia significativa de esforço e dinheiro que teria que ser gasto em terraplenagem, material de isolamento e outros pontos. As instruções de operação permitem que o cabo seja colocado tanto fora dos tubos quanto dentro deles.

Isolamento térmico adicional com cabo de aquecimento

Aquecendo com o ar. O erro dos modernos sistemas de isolamento térmico é este: muitas vezes não é levado em conta que o congelamento do solo ocorre de acordo com o princípio "de cima para baixo". O fluxo de calor que emana das profundezas da terra tende a atender ao processo de congelamento. Mas, como o isolamento é realizado em todos os lados do oleoduto, descobri que também o isolei do calor crescente. Portanto, é mais racional montar um aquecedor em forma de guarda-chuva sobre os canos. Nesse caso, o entreferro será uma espécie de acumulador de calor.
"Um cano em um cano". Aqui, mais tubos são colocados em tubos de polipropileno. Quais são as vantagens deste método? Em primeiro lugar, as vantagens incluem o fato de que o oleoduto pode ser aquecido em qualquer caso. Além disso, o aquecimento é possível com um dispositivo de sucção de ar quente. E em situações de emergência, você pode esticar rapidamente a mangueira de emergência, evitando assim todos os momentos negativos.

Isolamento tubo em tubo

Cálculo do volume de isolamento da tubulação e colocação de material

Tipos de materiais isolantes Colocação de isolamento Cálculo de materiais isolantes para dutos Eliminação de defeitos de isolamento

O isolamento dos dutos é necessário para reduzir significativamente a perda de calor.

Primeiro, você precisa calcular o volume do isolamento do tubo. Isso permitirá não só otimizar custos, mas também garantir a competente execução dos trabalhos, mantendo as tubulações em bom estado. O material selecionado corretamente evita a corrosão e melhora o isolamento térmico.

Diagrama de isolamento de tubos.

Hoje, diferentes tipos de revestimentos podem ser usados para proteger os rastros. Mas é preciso levar em conta exatamente como e onde as comunicações ocorrerão.

Para tubulações de água, você pode usar dois tipos de proteção ao mesmo tempo - revestimento interno e externo. Recomenda-se o uso de lã mineral ou lã de vidro para vias de aquecimento e PPU para vias industriais. Os cálculos são realizados por métodos diferentes, tudo depende do tipo de cobertura selecionado.

Características da configuração da rede e metodologia de cálculo normativa

Realizar cálculos para determinar a espessura da camada de isolamento térmico de superfícies cilíndricas é um processo bastante trabalhoso e complexo

Se você não está pronto para confiá-lo a especialistas, deve ter atenção e paciência para obter o resultado certo. A maneira mais comum de calcular o isolamento do tubo é calculá-lo usando indicadores padronizados de perda de calor.

O fato é que SNiPom estabeleceu os valores de perda de calor por dutos de diferentes diâmetros e com diferentes métodos de seu assentamento:

Esquema de isolamento de tubos.

de forma aberta na rua;
aberto em uma sala ou túnel;
método sem canal;
em canais intransponíveis.

A essência do cálculo está na seleção do material isolante e de sua espessura de forma que o valor das perdas de calor não ultrapasse os valores prescritos no SNiP. A técnica de cálculo é também regulamentada por documentos regulamentares, nomeadamente, pelo respectivo Código de Normas. Este último oferece uma metodologia um pouco mais simplificada do que a maioria dos livros de referência técnicos existentes. As simplificações estão contidas nos seguintes pontos:

As perdas de calor durante o aquecimento das paredes do tubo pelo meio nele transportado são insignificantes em comparação com as perdas que são perdidas na camada de isolamento externa. Por esta razão, eles podem ser ignorados. A grande maioria de toda a tubulação de processo e rede é feita de aço, sua resistência à transferência de calor é extremamente baixa. Especialmente quando comparado com o mesmo indicador de isolamento

Portanto, é recomendável não levar em consideração a resistência à transferência de calor da parede metálica do tubo.

Recursos do processo

O que determina a espessura do isolamento térmico dos dutos? Que fatores devem ser levados em consideração nos cálculos?

Características da rede

Por que o isolamento térmico dos dutos de processo é diferente? Em primeiro lugar, esse processo depende da localização e dos dados do próprio sistema.

Existem as seguintes maneiras de estabelecer rotas:

instalação ao ar livre - na rua;
na sala;
por tecnologia sem canais;
atraves do tunel;
em canais intransponíveis.

De acordo com os padrões SNiP, para cada uma das opções de instalação, são fornecidos diferentes indicadores de perdas de calor permitidas. Muitas pessoas pensam que uma calculadora de isolamento de dutos baseada em tais dados de entrada é a ferramenta mais prática e correta. Claro, outros parâmetros são levados em consideração, sobre os quais você aprenderá mais tarde.

A regra principal da técnica é que a quantidade de perda de calor da rota sendo construída não deve exceder o nível prescrito pelo SNiP.

Existe também uma metodologia alternativa (de acordo com os proprietários novatos - mais simples), baseada nas normas estabelecidas em documentos chamados de Código de Regras. Este guia é considerado o mais acessível para compreensão e, portanto, uma “varinha mágica” para iniciantes na área de criação de trilhas. Quais são as simplificações?

Não é permitido levar em consideração a oposição das paredes metálicas dos elementos ao processo de transferência de calor. A razão para este relaxamento é a seguinte: quase todos os dutos de rede e tecnológicos são feitos de aço, que se caracteriza por uma resistência extremamente baixa à transferência de calor.
Se compararmos as perdas de calor na camada de material isolante térmico e no interior da própria estrutura (devido à transferência de calor do conteúdo do sistema para as paredes), então estas últimas são tão escassas que podem ser ignoradas no cálculo a instalação de isolamento térmico de dutos.

Somente após a realização de cálculos detalhados, ficará claro quais materiais para isolamento térmico de dutos você precisa adquirir, qual espessura desta matéria-prima é aplicável para uma determinada opção, como tudo deve acontecer.

Vale a pena prestar atenção! Negligenciar os cálculos, que parecem ter como objetivo economizar tempo e dinheiro, pode levar ao resultado oposto. Por exemplo, a escolha da espessura do material pelo método "a olho" acarretará despesas injustificadas se o indicador ultrapassar as normas estabelecidas.

Antes de instalar o sistema, você precisa calcular tudo em detalhes: que tipo de isolamento você precisa, qual é a espessura aplicável para cobrir uma determinada estrutura

Fatores de influência

De que pontos depende a escolha da espessura do material e do tipo de isolamento térmico dos dutos?

Lembre-se da lista destes fatores importantes:

temperatura do conteúdo do sistema;
tipo e características de isolamento;
mudanças de temperatura fora da rede - no ambiente ao redor da pista;
o limite da carga mecânica na estrutura;
a tendência do material de isolamento térmico à deformação;
no caso de colocação subterrânea do sistema, a carga proveniente do solo.

Isso é importante saber! Para rotas com uma temperatura de conteúdo não superior a 12 graus, não há isolamento térmico suficiente dos dutos com lã mineral. Nesses casos, o material revestido com folha também deve ser usado, o que cumpre com sucesso a missão da barreira de vapor.

Diagrama de isolamento térmico

Cálculo térmico da rede de aquecimento

Para cálculo térmico, aceitaremos os seguintes dados:

· Temperatura da água na tubulação de abastecimento 85 ° C;

· Temperatura da água na tubulação de retorno 65 ° C;

· A temperatura média do ar para o período de aquecimento da República da Moldávia é de +0,6 oC;

Vamos calcular as perdas de dutos não isolados. Uma determinação aproximada das perdas de calor por 1 m de uma tubulação não isolada, dependendo da diferença de temperatura entre a parede da tubulação e o ar ambiente, pode ser feita de acordo com o nomograma. O valor da perda de calor determinado a partir do nomograma é multiplicado pelos fatores de correção:

Onde: uma

- um fator de correção que leva em consideração a diferença de temperatura,
e
=0,91;

- correção para radiação, para
d
= 45 mm e
d
= 76 mm
b
= 1,07, e para
d
= 133 mm
b
=1,08;

- comprimento da tubulação, m.

Perdas de calor de 1 m de tubulação não isolada, determinadas a partir do nomograma:

pra d

= 133 mm
Qnom
= 500 W / m; pra
d
= 76 mm
Qnom
= 350 W / m; pra
d
= 45 mm
Qnom
= 250 W / m.

Considerando que a perda de calor será tanto nas tubulações de abastecimento quanto nas de retorno, então a perda de calor deve ser multiplicada por 2:

kW.

Perda de calor dos suportes de suspensão, etc. 10% é adicionado à perda de calor da própria tubulação não isolada.

kW.

Os valores padrão das perdas médias anuais de calor para uma rede de aquecimento durante a colocação acima do solo são determinados pelas seguintes fórmulas:

onde :, - perdas de calor médias anuais padrão, respectivamente, das condutas de abastecimento e retorno das seções de assentamento acima do solo, W;

, - valores padrão das perdas de calor específicas das redes de aquecimento de água com dois tubos, respetivamente, das condutas de alimentação e de retorno para cada diâmetro de tubos para assentamento acima do solo, W / m, determinados por;

- comprimento de um troço de uma rede de aquecimento, caracterizado pelo mesmo diâmetro de condutas e tipo de colocação, m;

- coeficiente de perdas de calor locais, levando em consideração as perdas de calor de acessórios, suportes e compensadores. O valor do coeficiente de acordo com é considerado para uma instalação sobre o solo de 1,25.

O cálculo da perda de calor de tubulações de água isoladas está resumido na Tabela 3.4.

Tabela 3.4 - Cálculo da perda de calor de dutos de água isolados

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

A perda média anual de calor de uma rede de aquecimento isolada será de 49,12 kW / an.

Para avaliar a eficácia de uma estrutura de isolamento, um indicador é frequentemente usado, chamado de taxa de eficiência de isolamento:

Onde Qr
, Qe
- perdas de calor de tubos não isolados e isolados, W.

Taxa de eficiência de isolamento:

Isolamento térmico de dutos para garantir a temperatura de superfície necessária

A busca por tais objetivos geralmente está associada ao fato de que os requisitos de segurança prescrevem a necessidade de reduzir a geração de calor na sala para proteger o pessoal operacional de queimaduras, e as perdas de calor no empreendimento não são regulamentadas. Por lei, de acordo com as normas e requisitos do SNiP, em uma temperatura do refrigerante abaixo de 100 ° C na sala, a temperatura na superfície do isolamento do tubo não deve ultrapassar 35 °. Em uma temperatura do refrigerante acima de 100 ° C, a temperatura da superfície não deve exceder 45 °. Ao ar livre, a barra de temperatura aumenta, mas ainda é limitada a 55 ° C quando se usa um revestimento protetor de metal e 60 ° quando se usa outros tipos de revestimentos de isolamento de tubos.

Esquema de isolamento térmico de dutos para garantir a temperatura de superfície necessária.

Ao escolher um revestimento protetor para isolamento térmico de tubos localizados em uma sala, é necessário levar em consideração as propriedades de radiação de sua superfície. Assim, para reduzir a espessura da camada de isolamento térmico dos dutos, deve-se utilizar um revestimento protetor não metálico de alta emissividade, já que nas mesmas condições de cálculo, a espessura do revestimento não metálico do isolamento térmico dos dutos será ser significativamente menor do que com um revestimento de metal.As dimensões da camada isolante, determinadas pelo cálculo para uma determinada temperatura em sua superfície, dependerão de fatores como:

temperatura ambiente;
localização da estrutura (pode ser interna ou externa);
diâmetro externo do tubo;
a temperatura do próprio refrigerante;
coeficiente de transferência de calor da superfície do isolamento térmico da tubulação para o ar ambiente.

O método de cálculo de uma estrutura de isolamento térmico de camada única

A fórmula básica para o cálculo do isolamento térmico de dutos mostra a relação entre a magnitude do fluxo de calor do duto de operação, coberto com uma camada de isolamento, e sua espessura. A fórmula é aplicada se o diâmetro do tubo for inferior a 2 m:

A fórmula para calcular o isolamento térmico de tubos.

ln B = 2πλ [K (tt - to) / qL - Rn]

Nesta fórmula:

λ - coeficiente de condutividade térmica da isolação, W / (m ⁰C);
K - coeficiente adimensional de perdas adicionais de calor por meio de fixadores ou suportes, alguns valores de K podem ser obtidos na Tabela 1;
tт - temperatura em graus do meio transportado ou portador de calor;
tо - temperatura do ar externo, ⁰C;
qL é o fluxo de calor, W / m2;
Rн - resistência à transferência de calor na superfície externa do isolamento, (m2 ⁰C) / W.

tabela 1

Condições de colocação de tubos	O valor do coeficiente K
Os dutos de aço são abertos ao longo da rua, ao longo de canais, túneis, abertos em ambientes internos sobre suportes deslizantes com diâmetro nominal de até 150 mm.	1.2
Os dutos de aço são abertos ao longo da rua, ao longo de canais, túneis, abertos em ambientes internos em suportes deslizantes com um diâmetro nominal de 150 mm ou mais.	1.15
Os dutos de aço são abertos ao longo da rua, ao longo de canais, túneis, abertos em ambientes internos em suportes suspensos.	1.05
Tubulação não metálica colocada em suportes superiores ou deslizantes.	1.7
Modo sem canal de colocação.	1.15

O valor da condutividade térmica λ do isolamento é uma referência, dependendo do material de isolamento térmico selecionado. Recomenda-se tomar a temperatura do meio transportado tt como a temperatura média ao longo do ano, e do ar externo como a temperatura média anual. Se a tubulação isolada passar pela sala, a temperatura ambiente é definida pela atribuição de projeto técnico e, na sua ausência, presume-se que seja + 20 ° C. O indicador de resistência à transferência de calor na superfície de uma estrutura de isolamento térmico Rн para condições de instalação ao ar livre pode ser obtido da Tabela 2.

mesa 2

Rн, (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

Nota: o valor de Rn em valores intermediários da temperatura do refrigerante é calculado por interpolação. Se o indicador de temperatura estiver abaixo de 100 ⁰C, o valor Rn é considerado como sendo 100 ⁰C.

O indicador B deve ser calculado separadamente:

Mesa de perda de calor para diferentes espessuras de tubos e isolamento térmico.

B = (dde + 2δ) / dtr, aqui:

diz - diâmetro externo da estrutura de isolamento térmico, m;
dtr - diâmetro externo do tubo protegido, m;
δ é a espessura da estrutura de isolamento térmico, m.

O cálculo da espessura de isolamento de dutos começa com a determinação do indicador ln B, substituindo os valores dos diâmetros externos do duto e da estrutura de isolamento térmico, bem como a espessura da camada, na fórmula, após o que o parâmetro ln B é encontrado na tabela de logaritmos naturais e calcule. Ou seja, a espessura do isolamento da tubulação deve ser tal que os lados direito e esquerdo da equação se tornem idênticos. Este valor de espessura deve ser usado para desenvolvimento posterior.

O método de cálculo considerado aplicado a dutos com diâmetro inferior a 2 m. Para dutos com diâmetro maior, o cálculo do isolamento é um pouco mais simples e é realizado tanto para uma superfície plana quanto de acordo com uma fórmula diferente:

δ = [K (tt - to) / qF - Rn]

Nesta fórmula:

δ é a espessura da estrutura de isolamento térmico, m;
qF é o valor do fluxo de calor normalizado, W / m2;
outros parâmetros - como na fórmula de cálculo para uma superfície cilíndrica.

Cálculo do isolamento térmico da tela de dutos de sistemas de fornecimento de calor

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

Em sistemas de fornecimento de calor, a espuma de poliuretano é amplamente utilizada para isolamento de tubulações como um aquecedor, que tem um baixo valor de coeficiente de condutividade térmica. A temperatura máxima de operação para várias marcas de espuma de poliuretano está na faixa de 80 a 200 ° C, portanto, torna-se necessário protegê-la do superaquecimento aplicando folha de alumínio na superfície interna da casca.

Um espaço de ar é criado entre o casco e a tubulação, cujo tamanho afeta significativamente a diferença de temperatura entre a superfície externa da tubulação e a espuma de poliuretano. Uma esquematização do processo de transferência de calor em uma tubulação isolada é mostrada na Fig. 1.

Figura 1. Transferência de calor em uma tubulação isolada

O cálculo da espessura da camada de isolamento térmico foi realizado para dutos localizados a céu aberto com temperatura do refrigerante de 100 a 150 ° C.

A formulação matemática do problema em consideração assumirá a seguinte forma:

Onde:

q1 - a densidade do fluxo de calor que passa pela estrutura, W / m; t - temperatura do refrigerante, ° C; t0 - temperatura ambiente, tomada igual à temperatura média do período de aquecimento (t0 = -5,2 ° C, Samara); tingir - diâmetro nominal da tubulação, m; dн - diâmetro externo da tubulação, m; dfrom1, dfrom2 - diâmetro interno e externo de uma concha de espuma de poliuretano, m; - coeficiente de transferência de calor da superfície externa do isolamento, tomado igual a 29 W / (m2 ° C) de acordo com o Apêndice 9, SNiP 2.04.14-88 "Isolamento térmico de equipamentos de dutos". M., 1999; λ, λ de 1, λ de 2 - coeficiente de condutividade térmica do material da tubulação, entreferro e espuma de poliuretano, respectivamente, W / (m ° C). O coeficiente de condutividade térmica do entreferro é determinado levando em consideração a convecção e a transferência de calor por radiação:

Onde: λm - valor do coeficiente de condutividade térmica do ar, W / (m ° C); - coeficiente de convecção, tendo em conta o efeito de convecção natural> = 1 - coeficiente de transferência de calor por radiação, W / (m2 ° C); - espessura do entreferro, m;

Para encontrar o coeficiente de convecção, recomenda-se usar a equação de critério obtida por M.A. Mikheev em 103 .

Na equação acima, a espessura da camada intermediária deve ser tomada como o tamanho de definição, e a temperatura média do ar deve ser tomada como a temperatura de definição.

Onde: g - aceleração da gravidade, m2 / s; - coeficiente de viscosidade cinemática do ar, m2 / s;

- coeficiente de expansão volumétrica do ar, 1 / ° K;

- temperatura média do ar no interlayer, ° C;

- a diferença de temperaturas das superfícies das camadas, ° C; Pr - Critério de Prandtl.

onde: - emissividade reduzida para um sistema de placas paralelas com graus de emissividade

- emissividade de um corpo negro absoluto;

- temperaturas das superfícies das placas, ° K;

Figura 2. Dependência da diferença de temperatura delta t no tamanho do entreferro

A Figura 2 mostra a dependência da diferença de temperatura entre a superfície externa da tubulação e a superfície interna do delta t da casca no tamanho do entreferro em du = 0,82 m.

A espessura da camada de isolamento térmico em espuma de poliuretano grau PPU-110 é de 16 mm.