РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ ТЕПЛОПРОВОДАМИ ПРИ ПРОКЛАДКЕ В КАНАЛАХ
При расчете теплопотерь теплопроводов, проложенных в каналах, учитывают следующие термические сопротивления: изоляция Rm, теплоотдачи от изоляции к воздуху канала. теплоотдачи от воздуха канала к его стенке RB. ю стенок канала RK и грунта Rrp. Определение теплопотерь одиночного теплопровода в канале сводится к подсчету всех термических сопротивлений и расчету теплового потока по формуле:
Д = (9Л5)
Каналы имеют прямоугольное сечение, поэтому при расчете термического сопротивления эквивалентный диаметр определяют по формуле:
D9 = 4F/U,
Где F — площадь поперечного сечения, м2; U — периметр сечения, м.
Пример 9.4. Рассчитать теплопотери трубопровода, проложенного в канале при - следующих данных. Диаметр трубопровода 325X8 мм; температура теплоносителя т= = 90°С; толщина изоляции 100 мм; А, Из = 0,09 Вт/(м-°С). Внутренние размеры канала: высота 700 мм, ширина 750 мм; толщина стенок 125 мм, основания и перекрытия 75 мм; теплопроводность стенок канала Хк = 1,3 Вт/м. Коэффициент теплоотдачи внутри канала а = 12 Вт/(м2-°С); глубина заложения оси теплопровода 1,15 м; коэффициент теплопроводности грунта А, гр = 1,7 Вт/(м-°С); температура грунта на оси канала 5°С; Р = 0,2. *
Решение:
1. Определяем термические сопротивления: изоляции
1 0,525
Rm =------------------- In ------------ = 0,849;
И 2-3,14-0,09 0,325
Теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху канала
RH =----------------------- = 0,051;
12-3,14-0,525
Теплоотдачи от воздуха канала к его стенке
12-3,14-0,724
Где внутренний эквивалентный диаметр канала равен
4-0,7-0,75 2 (0,7 + 0,75) стенок канала
1 0,919
R =------------------- In ------------ = 0,029,
2-3,14-1,3 0,724
Где наружный эквивалентный диаметр канала равен
<L ч = ------------ :---------- = 0,919 м; Н-э 2 (1+0,85) |
4-0,85-1
Грунта
1 4-1,15
R ----------------------- In ------------ = 0,151.
Яв. к= _____________ — 0,037, |
^в. э = п I. I = °>724 м; |
Гр 2-3,14-1,7 0,919
С>мма термических сопротивлений равна:
Re = 0,849 + 0,051 +0,037 + 0,029 + 0,151 = 1,12 °С/(Вт-м). 2. Рассчитываем теплопотери:
90 — 5
1,2 = 91 Вт/м.
При расчете нескольких теплопроводов, проложенных в каналах, для учета их взаимного влияния вначале необходимо определить температуру воздуха в канале по тепловому балансу, а затем — теплопотери каждым трубопроводом в канале. Тепловой баланс составляет следующим образом: общие теплопотери всеми теплопроводами в канале равны теплопотерям из канала в окружающую среду. Используя принятые выше обозначения, тепловой баланс можно написать в следующем виде:
----- п „ > (9.16)
Я ИЗ І + ^н. і ^в. к + ^К + ^гр
Где ті—температура теплоносителя в і-м трубопроводе, °С; п — число трубопроводов; in — температура воздуха в канале, °С.
Из уравнения (9.16) определяют tK и далее рассчитывают теплопотери.
Пример 9.5. Рассчитать теплопотери двух теплопроводов, проложенных в канале. Все геометрические размеры даны на рис. 9.3. Температура теплоносителя в подающем трубопроводе тп = 90°С, в обратном то = 50°С; температура грунта на глубине заложения теплопроводов 5°С. Теплопроводность Яиз = 0,09; Як=1,3; ХГр = 1,7. Коэффициент теплоотдачи о&= 12; (3 = 0,2. Решение.
1. Определяем эквивалентные диаметры канала:
4-1,3-0,7 4-1,55-0,8
2 (1,3 + 0,7) =°'91; 2(1,55 + 0,8) В=1'0ББ-
9 Зак. 435 241
2 Рассчитываем термические сопротивления подающего трубопровода
0,525
0,899,
2.3,14 0,09 0,325 ' 12 3,14 0,525
Обратного трубопровода
TOC o "1-3" h z 1 0,445 1
До |
2-3,14 0,09 1 |
Канала |
1 |
In ___ +
= 0,616,
0,325 ' 12 3,14 0,445 1,055 1
4 1,15
In |
In. — 0,185
12-3,14 0,91 ' 2-3,14 1,3 0,91 ' 2 3,14-1,7 1,055
3 Определяем температуру воздуха в канале по формуле (9 16)
90 — tK 50 — tK tK — b
0,616 |
0,899 |
0,185 '
Откуда ^к = 28 2°С
1 |
1 |
In |
Rn = |
Рис 9 3 Схема двухтрубного теплопровода в канале |
4 Определяем теплопотери трубопроводов, проложенных в каналах подающего
Обратного |
90 — 28,2 Qn = = 68,7;
0,899
Qo = |
50 — 28,2 0,616
= 35,4
Общие потери составляют
Q2 = 68,7 + 35,4 = 104,1 Вт/м