Целью расчёта тепловой изоляции является определение необходимой толщины слоя теплоизоляционного материала, покрывающего наружную поверхность теплообменника с целью снижения тепловых потерь и обеспечения требований безопасности и охраны труда при обслуживании теплоиспользующих установок. Температура поверхности слоя изоляции не должна превышать 45°С.
Расчёт толщины теплоизоляционного слоя материала проводят по упрощённой схеме, используя следующие уравнения [1]:
Qп = αн · F(tиз. – tокр.) (17)
λиз.
Qиз =. ──── · F(tст. – tиз.) (18)
δиз.
Так как Qп = Qиз, то из этого следует:
λиз. (tст. – tиз.)
δиз. = ───────── (19)
αн (tиз. – tокр.)
где α – коэффициент теплоотдачи в окружающую среду, Вт/м²К,
δиз. – толщина материала изоляции, мм,
λиз. – коэффициент теплопроводности материала изоляции, Вт/мК,
tст., tокр., tиз. – соответственно температуры наружной стенки аппарата, окружающей среды, наружной поверхности теплоизоляционного материала °С,
Коэффициент теплоотдачи, который определяет суммарную скорость переноса теплоты конвекций и тепловым излучением для аппаратов, находящихся в закрытых помещениях, при температуре до 150°С можно рассчитать по приближённому уравнению:
αн = 9,74 + 0,07∆t (20)
Выбираем теплоизоляционный материал – стеклянная вата.
Задаём температуры:
Tст = 89°С
Tокр = 25°С
tиз. = 40°С
λиз. = 0,05 Вт/мК [1]
Рассчитываем значение коэффициента теплоотдачи:
∆t = tиз - tокр. = 40° - 25° = 15°С
αн = 9,74 + 0,07 * 15°С = 10,79
По уравнению (19) найдём толщину материала изоляции:
0,045 (89 – 40)
δиз. = ───────── = 13,3 мм
10,79 (40-25)
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
Основной целью гидравлического расчёта теплообменных аппаратов является определение затрат энергии на перемещении жидкости через теплообменник и подбор насоса или вентилятора.
В общем случае мощность N [кВт],потребляемая двигателем насоса рассчитывается по уравнению [1]:
V · ∆Рп
N = ───────── (21)
1000 ŋн ŋ пер. ŋдв.
где V – объёмная производительность, м³/с,
∆Рп - потеря давления при течении теплоносителя, Па,
ŋн,ŋпер., ŋдв. – соответственно коэффициенты полезного действия собственно насоса, передаточного механизма и двигателя
V = ω · S =0.2010 · 0.009 = 0.001809 м³/с
ω = 0,2010 (таблица 1,2)
S = 0,009 (таблица 1,2)