6.5.2 Теплотехнический расчет участка теплотрассы № 7
Исходные данные для расчета участка 11:
наружный диаметр трубопроводов Dн = 194 мм = 0,194 м;
прокладка – канальная; марка канала - КЛ 90 - 60 (внутренние размеры - 900х600мм, наружные - 1150х780мм) = 2,04 Вт/(м·°С);
материал теплоизоляции марки К-flex SOLAR HT согласно /17/;
средние температуры теплоизоляционных слоев подающего tтп и обратного tто трубопроводов:
0С;
0С;
коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (согласно 17) для подающего λиз.1= 0,042 Вт/(м·°С), и обратного λиз.2.= 0,04 Вт/(м·°С), трубопроводов.
средняя за период эксплуатации температура теплоносителя принимаем равной 1 = 90 0С для подающего теплопровода и 2=50 0С для обратного;
нормированную линейную плотность теплового потока равна
= 56,6 Вт/м (q1 = 39,62 Вт/м; q2 = 16,98 Вт/м;);
коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в окружающий воздух = 8 Вт/(м² ·°С);
среднегодовую температуру окружающей среды принимаем равной +3 0С;
коэффициент k1 для западно-сибирского региона равен 0,95;
глубина заложения h = 1 м (из условия хmin ≥ 0,5 м ).
Расчет:
эквивалентные диаметры каналов:
0,72
м;
м.
взаимное влияние температурных полей:
;
.
общее термическое сопротивление на пути теплового потока:
(м2·°С)/Вт;
(м2·°С)/Вт.
термическое сопротивление на внутренней поверхности стенок каналов:
(м2·°С)/Вт.
термическое сопротивление стенки канала:
(м2·°С)/Вт.
термическое сопротивление грунта:
(м2·°С)/Вт.
предварительную толщину тепловой изоляции δиз = 0,06 м., следовательно термическое сопротивление изоляции равно:
(м2·°С)/Вт.
минимально допустимое термическое сопротивление теплоизоляционных слоев:
Rиз1 =2,3114 – 0,1427 – (1+0,4286)∙(0,0553 + 0,0199 + 0,1487) = 1,921 (м2·°С)/Вт;
Rиз2=2,9136 – 0,1427 – (1+2,3114)∙(0,0553 + 0,0199 + 0,1487) = 2,0171 (м2·°С)/Вт.
коэффициент В, определяющий толщину тепловой изоляции:
;
.
минимальная толщина тепловой изоляции составляет:
;
Округляем полученную толщину в большую сторону до стандартного размера, т.е до 0,064 м.
Проверка:
фактическое термическое сопротивление изоляции без поверхностного слоя:
(м2·°С)/Вт.
фактическое термическое сопротивление толщины изоляции:
(м2·°С)/Вт;
(м2·°С)/Вт;
общее термическое сопротивление слоя изоляции:
(м2·°С)/Вт;
(м2·°С)/Вт;
Потери, приходящиеся на 1м длины для данного участка:
;
.
qф = + = 38,73 + 17,13 = 55,86 Вт/м.
Так как qф<qe (55,86 < 56,6), а стандартная принятая толщина изоляции находится в допустимых пределах (80 < 140), то данная тепловая изоляция всем нормативным требованиям.
Расчетная схема теплопроводов в теплоизоляции изображена на рисунке 15.
Рисунок 15 – Схема непроходного канала КЛ 90 - 60 с теплопроводом меньшего диаметра в теплоизоляции (участок 7)