ОГРАЖДЕНИЯ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИИ

В современных натрубных обмуровках применяются ребра н штыри, служащие для креплення изоляционных материалов. Ребра (рис. 9-18) и штыри (рис. 9-19) рас­полагаются в определенном порядке с постоянным та­гом. Расчет ограждений с металлическими включениями сводится к оценке их влияния на потери теплоты по сравнению с ограждениями без включений. Решение такой задачи при определенных допущениях возможно только для правильного и регулярного расположения в обмуровке металлических ребер и штырей. Для расчета потерь теплоты через стеику с ребрами делают следую­щие допущения [9-6, 9-7]:

1. Температура ребра постоянна по его длине и шири­не н равна температуре основания.

2. Тепловой поток от боковых поверхностей ребер идет по цилиндрическим поверхностям, центральная' ось которых лежит в основании двугранных углов ребер (рис. 9-18).

3. На участках стенки вне цилиндрических поверхно­стей тепловой поток не искривлен и распространяется прямолинейно. При этом сопротивлением между ребра - 'ми и обмуровкой пренебрегают и считают, что теплооб­мена на границах зон не происходит.

Рассматривая общий случай, выделим участок стен­ки высотой Н— I м с ребрами. Ширину стенки принима­ем равной шагу I между ребрами. При принятых допу­щениях ширина стенки I делится на три зоны (рис. 9-18), каждая из которых соответствует своему тепловому по­току. Зона /—Fi=Sp (толщина ребра); зона II—F2=2a; зона III—F3 = l—sp—2а.

Площадь выделенного участка, м2:

F = F1 + F, + F, = Hl = l.

Через каждую зону проходит свой тепловой поток, полная величина теплового потока для выделенного уча­стка:

<? = & + & + ft.

Ширина зоны //, равная 2а, находится из условия, что тепловой поток всегда распространяется по кратчай­шему пути: от линии А-А (основания ребра) до линии В-В (конца ребра) (b+d), поэтому радиус а внешней поверхности потока теплоты от ребра найдется из ра­венства термического сопротивления дуги Jto/2 н толщи­ны слоя fc-j-d:

Пс d ^ b 2/.^ 7-і Я* в

Откуда получим:

Это равенство справедливо при условии что

Обычно имеет место.

Нетрудно видеть, что при принятых допущениях в объеме изоляции, показанной двойной штриховкой, теп­лообмен отсутствует. Термическое сопротивление:

Для зоны /

Для зоны III

R — d | | 6 | 1

Яі Яга Яд ttg

Полное термическое сопротивление зоны //

+ _!_. (9-32)

ОЇ 1 I ап^з, .1 «в

Если известны температура t, па уровне А-А, темпе­ратура внешней среды tО и термические сопротивления каждой из зои Ri, Ru, Rш, то потери теплоты и наруж­ные температуры /„,, 1„2 и t, a определяются по соответ­ствующим тепловым потокам:

Л h—lg. П - ^ "t,! . п tl

Потери теплоты, отнесенные КІМ2 ограждения (при Н= м),

Q_ Q.+Qs+C»

Прн расчете потерь теплоты через стеику со штырями (рис. 9-20) будем исходить нз тех же допущений, что и прн расчете ребер, откуда следу­ет, что тепловой поток от штырей распространяется по сферичес­ким поверхностям. Выделяем участок стены F, на котором рас­положено II штырей, и делим его на три зоны. Площадь первой зо­ны F,=nf, где f~nd2/i~ пло­щадь сечения одного штыря. Пло­щадь второй зоны

Рнс. 9-20. Влияние шты-

_ я (д2 — (Р) ревого крепления на пе-

Са — 11' 7 ' редачу теплоты через

Ограждение.

Где о — радиус внешней сфе­рической поверхности; Fa'~F—(Fi~hF2) —площадь треть­ей зоны.

Радиус внешней поверхности находится из условия кратчайшего пути теплового потока

—----- — = Ь,

2 2

Откуда

2b+d

Так как диаметр штыря d мал по сравнению с вели­чиной 2Ь, то для упрощения вывода можно принять, что г=о«2Ь/я.

Термическое сопротивление второй зоны Л'; находит­ся также, как и для ребра.

Полное термическое сопротивление второй зоны

. n'(a'-dZ) И'- «1(4 Ь-nd)

Диаметр штыря d по сравнению с размерами а и b мал, и им можно пренебречь. Тогда

Где Rm'c — термическое сопротивление слоя штукатурки.

Примеры расчетов ограждений с теплопроводными включениями рассмотрены ниже.