Последовательность расчета

1. Определяем по таблицам приложения А теплофизические характеристики воздуха λ_в и v_в при заданной его температуре. В расчете следует использовать значения, выбираемые непосредственно из таблиц, без всяких переводных коэффициентов, так как они включены в расчетные формулы.

2. По таблице 1 определяем поправочный коэффициент на скорость воздуха β_u в зависимости от типа местности.

3. Определяем значение поправки на угол обдувания трубопровода β_φ, приравнивая его среднему значению 0,821, или, если известен угол обдувания, определяя его по таблице 2.

4. Определяем критерий Рейнольдса для воздуха:

Re = 1000 U β_uD_n / v_в (3.1)

5. Определяем коэффициент конвективной теплоотдачи.

Если значение критерия Рейнольдса меньше 1000, то вычисление проводим по формуле:

α_к = 4,3 β_φ Re^0,5 λ_в / D_n (3.2)

В противном случае вычисление проводим по формуле:

α_к = 2,16 β_φ Re^0,6 λ_в / D_n (3.3)

6. Определяем степень черноты поверхности трубопровода ε_п приравнивая ее среднему значению 0,9, или обосновываем другое значение по справочной литературе.

7. Определяем коэффициент лучистой теплоотдачи:

α_л = 4,97 ε_п (((T_п + 273)/100)⁴ – ((T_в + 273)/100) ⁴ ) / (T_п – T_в ) (3.4)

8. Определяем полный коэффициент теплоотдачи:

α_п = α_к + α_л (3.5)

9. Определяем часовые тепловые потери трубопроводом:

Q = α_п π D_п L (T_п – T_в ) / 1000 (3.6)

10. Определяем потери тепла, за расчетный период времени, Гкал/час:

Q_N = 24 Q N /1000000, (3.7)

где N — количество суток в расчетном периоде времени.

Дальнейшие действия следует выполнять, если есть опасения, что снижение температуры на участке велико и расчет следует выполнять по нелинейной зависимости. Для дальнейшего расчета должен быть известен расход теплоносителя на участке.

11. Определяем модуль показателя экспоненты АL:

АL = α_п π D_п L / (10⁶ G_w) (3.8)

Если полученное значение незначительно отличается от 0, то погрешность расчета теплопотерь составляет примерно половину вычисленного значения. Так, если полученное значение равно 0,05, то можно считать, что теплопотери были определены с точностью порядка 2,5%. Если полученная точность расчета устраивает, то переходим к пункту 13. При необходимости можно откорректировать значение теплопотерь в соответствии с определенной погрешностью:

Q = Q (1 – АL / 2) (3.9)

12. Если значение модуля показателя экспоненты АL больше 0,05, или если требуется более высокая точность расчета, вычисляем снижение температуры теплоносителя на участке за счет теплопотерь по экспоненциальной зависимости:

∆T_w = (T_w - T_в) (1 – е^--АL)

13. Определяем конечную температуру теплоносителя, чтобы убедиться, что трубопровод не перемерзнет:

T_wк = T_w - ∆T_w (3.10)

13. Определяем уточненное значение теплопотерь:

Q = 1000 G_w ∆T_w (3.11)

14. Определяем уточненные потери тепла за расчетный период времени в соответствии с п.10.