5.4. Тепловая изоляция
В теплоэнергетических установках часто можно встретить задачу, связанную с необходимостью уменьшения теплоотвода, обычно теплопотерь в окружающую среду. В большинстве случаев это достигается путем нанесения на соответствующую стенку оборудования слоя тепловой изоляции.
Тепловой изоляцией называется всякое вспомогательное покрытие, которое способствует снижению потери теплоты в окружающую среду. Для тепловой изоляции могут применяться любые материалы с низкой теплопроводностью. Однако собственно изоляционными обычно называют такие материалы, коэффициент теплопроводности которых при температуре 50—100 °С меньше 0,2 Вт/(мК).
Примерами изоляционных материалов являются асбест, слюда, пробка, шлаковая вата, зонолит, асбозурит, асбослюда, ньювель, совелити и др. значения коэффициентов теплопроводности различных различных теплоизоляцинных иатериалов приводятся в справочной литературе.
При теплоотдаче в условиях свободной
конвекции и температуре окружающей
среды
толщину изоляции трубопроводов с
точностью до 3—5% можно определить по
формуле [67 из мих]
,
где
-
толщина изоляции, мм; d2 –
наружный диаметр трубопровода, мм; tc
– температура поверхности трубопровода;
-
коэффициент теплопроводности изоляции;
-
допускаемая линейная
плотность теплового потока.
При изолировании трубопроводов имеется важная особенность. При увеличении толщины (диаметра) тепловой изоляции тепловые потери могут возрастать, даже по сравнению с неизолированным трубопроводом (Рис. 5.28). Это связано с тем, что при увеличении диаметра возрастает площадь наружной поверхности. Возрастание теплопотерь наблюдается до достижения критического диаметра, соответствующего максимуму теплопотерь. Дальнейшее увеличение диаметра изоляции уже приводит к постоянному снижению теплопотерь.
Критический диаметр тепловой изоляции может быть определен
где: - коэффициент теплопроводности изоляции;
α2 – коэффициент теплоотдачи в окружающую среду.
Для того, чтобы обеспечить условие dиз > dизк необходимо использовать теплоизоляцию с коэффициентом теплопроводности
,
(5-11)
где d2 — наружный диаметр трубопровода.
В случае, если не удается подобрать изоляцию, обеспечивающую условие (5-11), то в отношении такого трубопровода следует рассматривать вопрос о нецелесообразности изолирования, поскольку при этом увеличиваются теплопотери и требуются дополнительные финансовые затраты на изоляцию.
При теплоизолировании поверхностей имеет место важный технико-экономический аспект. Для простоты рассмотрим вопрос в отношении изолирования плоской поверхности, исключающей описанные выше особенности, характерные для труб. Увеличение толщины изоляции приводит, с одной стороны, к снижению теплопотерь и соответствующих финансовых потерь Ст. С другой стороны, это происходит увеличение финансовых затрат на тепловую изоляцию Сиз (Рис. 5.28). Суммарные затраты СΣ = Ст + Сиз имеют минимум, соответствующий оптимальной с экономической точки зрения толщине тепловой изоляции.
Рис. 5.28…..