Тепловые потери и коэффициент эффективности тепловой изоляции

Тепловые потери сети слагаются из двух частей:

· теплопотерь участков трубопровода, не имеющих арматуры и фасонных частей, – линейные теплопотери;

· теплопотерь фасонных частей, арматуры, опорных конструкций, фланцев – местные теплопотери.

Линейные тепловые потери теплопровода

, (7.26)

где q – удельные тепловые потери, Вт/м; l – длина теплопровода, м.

Тепловые потери отводов, гнутых компенсаторов и других деталей, периметр поперечного сечения которых близок к периметру трубопровода, подсчитываются по формулам для прямых труб круглого сечения. Тепловые потери фланцев, фасонных частей и арматуры определяются обычно в эквивалентных длинах трубы того же диаметра:

, (7.27)

где Q_м – местные теплопотери, Дж/с; l_э – эквивалентная длина трубы, м.

Тепловые потери от неизолированного вентиля или задвижки принимаются равными тепловым потерям изолированного трубопровода длиной 12 – 24 м того же диаметра при среднем качестве изоляции. Эквивалентную длину изолированного на 3/4 поверхности вентиля или задвижки в зависимости от диаметра трубопровода и температуры теплоносителя можно принимать равной 4 – 8 м изолированного трубопровода. Меньшие значения относятся к трубопроводу диаметром 100 мм и температуре теплоносителя 100 °С, большие – к трубопроводу диаметром 500 мм и температуре 400 °С.

Эквивалентную длину неизолированного фланца можно принимать равной 4 – 5 м изолированного трубопровода. Тепловые потери через неизолированные опорные конструкции теплопровода (подвески, катки, скользящие опоры) оцениваются в размере 10 – 15% линейных тепловых потерь. Суммарные тепловые потери теплопровода определяются по формуле

, (7.27)

где Q – суммарные тепловые потери; . Для предварительных расчетов теплопотерь теплопроводов можно принимать m = 0,2¸0,3.

Для оценки эффективности изоляционной конструкции часто пользуются показателем, называемым коэффициентом эффективности изоляции

, (7.28)

где Q_г, Q_и – тепловые потери неизолированной и изолированной труб.

Обычно коэффициент эффективности изоляционных конструкций теплопроводов принимают равным h_и = 0,85¸0,95.

В процессе движения по теплопроводу энтальпия теплоносителя уменьшается. Вследствие этого происходит снижение температуры теплоносителя вдоль теплопровода, а при транспортировке насыщенного пара выпадает конденсат. В коротких теплопроводах, когда ожидаемое падение температуры не превышает 3 – 4 % значения температуры в начале участка, расчет может проводиться в предположении постоянства удельных тепловых потерь.

Уравнение теплового баланса в этом случае имеет вид

, (7.29)

где G – расход теплоносителя на участке; с_р – теплоемкость теплоносителя; t₁ и t₂ – температура теплоносителя в начале и конце участка, °С; l – длина участка, м; q – удельные линейные тепловые потери; m – коэффициент местных потерь теплоты.

Отсюда следует

. (7.30)