Методические указания к выполнению задания № 3

Преодолевая расстояние между котельной и потребителем, теплоноситель теряет часть энергии в результате теплообмена с окружающей средой. Для уменьшения тепловых потерь трубопровод покрывают слоем теплоизоляции. Материал теплоизоляции должен иметь малую теплопроводность и гидроскопичность. В большинстве случаев теплопровод прокладывают на некоторой глубине от поверхности земли (рис. 10). Благодаря этому создается дополнительная Теплоизоляция грунтом. В общем случае потери теплоты вычисляют следующим образом: 1) находят удельные (на единицу длины трубопровода) тепловые потери q_е (Вт/м):

Рисунок 10 Схема прокладки теплопровода

(4)

где τ - температура теплоносителя °С;

t_{окр. ср.} - температура окружающей среды °С;

R - термическое сопротивление, (м · °С)/Вт.

В нашем случае термическое сопротивление R состоит из сопротивления теплоотдачи на внутренней поверхности теплопровода R₁ сопротивления материала трубы R₂, сопротивления изоляции R₃, сопротивления грунта R₄, сопротивления поверхности грунта R₅. На практике из-за малости сопротивлений R₁ и R₂, ими пренебрегают, поэтому суммарное термическое сопротивление можно представить в виде

R = R₃+R₄+R₅, (5)

где: - сопротивление изоляции;

λ - теплопроводность материала изоляции (для минеральной ваты λ = 0,045 Вт/м °С);

– сопротивление грунта; λ_гр - теплопроводность грунта (принять равной 2 Вт/м °С);

Сопротивление поверхности R₅ учитывают в случае малой глубины залегания (h/[d_внеш+2Δ]<2) с помощью дополнительной фиктивной глубины залегания h, определяемой по формуле:

h = h+h_ф=h+λ_гр/α, (6)

где α - коэффициент теплоотдачи (принять равным 50 Вт/м² °С).

После нахождения q_е определяют тепловые потери на всём участке трубопровода:

Q = q_e·l (7)

Падение температуры теплоносителя составит:

(8)

где с - теплоёмкость теплоносителя (для воды с = 4190 Вт/кг °С)