Расчет тепловых характеристик сети

Для теплоизоляционного слоя при любом способе прокладке следует применять материалы и изделия со средней плотность не более 400 кг/м теплопроводностью не более 0,07 .

Теплоизоляционные конструкции тепловой сети предусматривают из следующих элементов: теплоизоляционного материала, арматурных деталей, покровного слоя из алюминиевой фольги.

Прокладка теплосетей бывает надземной и подземной.

Надземная прокладка:

1. Высокая – применяется в тех местах, где она обеспечивает проходы и проезды.

2. Низкая – там, где нет проходов и проездов.

Подземные прокладки:

1. Канальные

· В проходных каналах;

· В полуторных каналах;

· В непроходных каналах.

Канальные прокладки предназначены для защиты трубопроводов от механического воздействия грунтов и коррозионного влияния почвы. Стены каналов облегчают работу трубопроводов, поэтому канальные прокладки допускаются для теплоносителей с Р < 2,2 МПа и t<350 ⁰ С.

2. Безканальные

· Засыпные

· Сборные

· Сборно-литые

· Литые

· Монолитные

В безканальных прокладках трубопровода работают в более тяжелых условиях, так как они воспринимают дополнительную нагрузку грунта и при неудовлетворительной защите от влаги подвержены наружной коррозии. В связи с этим безканальные прокладки рекомендуется применять при температуре теплоносителя t = 180⁰С.

В данном курсовом проекте принято двухтрубная водяная тепловая сеть, уложенная подземно безканально на глубину h =1,2 м.

Целью расчета является определение удельных тепловых потерь двухтрубного теплопровода и выявление соответствия выбранных условием для нормальной работы тепловой сети.

Необходимо учитывать сопротивление грунта, сопротивление изолированного теплопровода, как подающего, так и обратного.

Гидрозащитный слой накладывается двойным слоем с целью предотвращения проникновения грунтовых вод.

Защитно-механический слой является внешней оболочкой изолированного теплопровода назначением, которого является защите теплопровода от блуждающих токов и от механических воздействий грунта.

Материл теплоизоляционного слоя – маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем марки МТ-35 и МТ-50.

λ_из=0,04 Вт/ м ⁰С [1c,462]

Потери тепла трубопровода через изоляцию Q, Вт определяется по формуле:

 

Q = q× ℓ (3.36)

q - удаленная потеря теплоты, Вт/м

ℓ - длина трубопровода, м

при безканальной земельной прокладке    q =  (3.37)

t - средняя температура теплоносителя, ⁰С

t₀ - температура окружающей среды, ⁰С

R- термическое сопротивление подающего трубопровода, м ⁰С/Вт

R_uз- термическое сопротивление слоя изоляции, м ⁰С/Вт

R_uз= ×  (3.38)

 

d_н- наружный диаметр трубопровода, м

λ_из- коэффициент теплопроводности слоя изоляции, Вт/ м ⁰С

d_из - диаметр трубопровода со слоем изоляции, м определяется по формуле

 

d_из= d_н+2S (3.39)

 

где S- толщина стенки изоляции, мм [1c,462]

d_из = 89 + 2×50 =189 мм

R_uз1= × 2,998 м ⁰С/Вт

R_uз2= ×  2,553 м ⁰С/Вт

Термическое сопротивление определяется по формуле:

 

R_гр = × ) (3.40)

 

где λ_гр- коэффициент теплопроводности грунта, Вт/ м ⁰С

λ_гр = 1,75 Вт/ м×K

h- глубина грунта, мм

h = 1200мм

R_гр1 = × ) = 0,291 м ⁰С/Вт

R_гр2 = × ) = 0,268 м ⁰С/Вт

Дополнительное термическое сопротивление:

 

R₀= × )² (3.41)

b- расстояние между осями трубопроводов, м

R₀ = × )² = 0,169 м ⁰С/Вт

Удаленные тепловые потери тепла с одного метра в падающем теплопроводе q₁, Вт /м определяется по формуле:

 

q₁=  (3.42)

 

где t₀- температура грунта, ⁰С

R₁- термическое сопротивление подающего трубопровода, м ⁰С/Вт

R₂- температурное сопротивление обратного трубопровода м ⁰С/Вт

R₁ = R_из1 + R_гр1

R₂ = R_из2 + R_гр2

R₁ = 2,998+0,291=3,289 м ⁰С/Вт

R₂ = 2,553+0,268=2,821 м ⁰С/Вт

q₁ =  =35,5 Вт/м

Удельные температурные потери тепла с одного метра в обратном трубопроводе q₂, Вт /м определяется по формуле:

 

q₂=  (3.43)

q₂ =  = 19,14 Вт/м

 

В результате вычислений получили удельные тепловые потери в подающем теплопроводе 35,5 Вт/м, в обратном теплопроводе 19,14 Вт/м,

следовательно, необходимо увеличить удельные тепловые потери в обратном трубопроводе, так как они значительно меньше тепловых потерь в подающем трубопроводе.