Рис.14 Принципиальная схема теплоизоляционной конструкции при надземной прокладке трубопроводов

Рассмотрим расчет участка О-А.

Для определения толщины теплоизоляционного слоя трубопровода определяем среднюю температуру теплоизоляционного слоя:

; (57)

Определяем коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала в конструкции по формуле:

(58)

Внутренний диаметр d _вн=0,35м. По ГОСТ 10704-91 определяем наружный диаметр и условный проход трубопровода в прямой линии:

; .

По величине условного прохода находим значение , , .

- коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты и теплоизоляционной конструкции в зависимости от района строительства.

Определяем термическое сопротивление 1м длины теплоизоляционной поверхности по формуле:

; (59)

Определяем величину В, равную отношению наружного диаметра теплоизоляционного слоя d_н, м к наружному диаметру трубопровода d_тр, м из выражения:

(60)

где: - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к наружному воздуху, при надземной прокладке трубопроводов, .

Определяем толщину теплоизоляционного слоя по формуле:

, (61)

Полученная толщина теплоизоляционного слоя округляется до значений, кратных 20, .

2.2.2 Тепловой расчет толщины изоляции паровых тепловых сетей

На территории предприятия выполнена надземная прокладка трубопроводов на низких эстакадах. Тепловая изоляция выполнена из матов звукопоглощающих базальтовых: плотность теплоизоляционного материала ; температура применения до 450 . Средняя температура наружного воздуха за отопительный период для заданного города [12]. Наружный диаметр трубопроводов найден по внутреннему диаметру из гидравлического расчета, выполненного ранее.

Рассмотрим расчет толщины изоляции для Л-21.

Средняя за отопительный период температура теплоносителя, определяется по формуле (58):

Внутренний диаметр

d _вн=0,125 м

По ГОСТ 10704-91 определяем наружный диаметр и условный проход трубопровода в прямой линии:

; .

По величине условного прохода находим значение , , .

- коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты и теплоизоляционной конструкции в зависимости от района строительства.

Определяем термическое сопротивление 1м длины теплоизоляционной поверхности по формуле (59):

;

Определяем величину В, равную отношению наружного диаметра теплоизоляционного слоя d_н, м к наружному диаметру трубопровода d_тр, м из выражения (60):

где: - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к наружному воздуху, при надземной прокладке трубопроводов, .

Определяем толщину теплоизоляционного слоя по формуле (61):

,

Полученная толщина теплоизоляционного слоя округляется до значений, кратных 20, .

2.2.3 Расчет потерь тепла через теплоизоляционную конструкцию и температуры теплоносителя

Рассмотрим пример расчета теплопотерь через теплоизоляционную конструкцию и температур теплоносителя для магистрали.

Рассмотрим участок О-А, длина l=220м, диаметр принимаем как в гидравлическом расчете водяной сети, толщину теплоизоляционного слоя принимаем из теплового расчета.

Определяем среднюю температуру теплоизоляционного слоя по (57):

.

Определяем коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, выполненного из звукопоглощающих базальтовых матов:

.

1. Определяем наружные диаметры теплоизоляционного слоя:

;

Предварительно принимаем температуру поверхности теплоизоляционного слоя ;

2. Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией по формуле:

; (62)

1. Определяем коэффициент теплоотдачи излучением:

(63)

1. Определяем коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции теплопровода к наружному воздуху по формуле:

; (64)

1. Определяем термическое сопротивление наружной поверхности изоляции:

; (65)

1. Определяем термическое сопротивления слоя изоляции:

, (66)

1. Уточняем температуру поверхности изоляции

, (67)

Расчет следует повторить, используя при этом полученную температуру

;

;

,

Что практически совпадает с первоначально принятым значением температуры поверхности изоляции.

1. Найдем суммарное сопротивление:

; (68)

1. Удельные потери тепла через изоляцию трубопровода тепловой сети определяем по формуле:

; (69)

10. Определяем потери тепла на участке тепловой сети:

; (70)

11. Температура сетевой воды в конце расчетного участка определяется по формуле:

. (71)

Вычисления теплопотерь остальных участков магистрали и ответвлений проводятся в той же последовательности, их результаты приведены в табл.24-27.

Таблица 24 Расчет изоляции при надземной прокладке трубопроводов

Участок	М-Н	М-Л	Л-К	К-И	И-З	З-Ж	Ж-Е	Е-Д	Д-Г	Г-В	В-Б	Б-А	А-О
Длина участка, м	0,80	15,00	30,00	56,00	25,00	28,00	75,00	40,00	54,00	15,00	10,00	2,00	220,00
, мм	0,10	0,10	0,21	0,21	0,21	0,21	0,26	0,26	0,26	0,31	0,36	0,36	0,36
, мм	0,11	0,11	0,22	0,22	0,22	0,22	0,27	0,27	0,27	0,33	0,38	0,38	0,38
t’,оС	114,77	114,80	114,81	114,84	114,86	114,87	114,91	114,92	114,94	114,95	114,95	114,95	115,00
Rусл	2,92	2,92	2,92	1,81	1,81	1,81	1,53	1,53	1,53	1,33	1,18	1,18	1,18
	0,56	0,56	0,56	0,74	0,74	0,74	0,73	0,73	0,73	0,72	0,73	0,73	0,73
	27,97	27,97	27,97	22,62	22,62	22,62	21,18	21,18	21,18	20,10	19,22	19,22	19,22
	28,53	28,53	28,53	23,36	23,36	23,36	21,91	21,91	21,91	20,82	19,95	19,95	19,95
Rн	0,04	0,04	0,04	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03
tп,оС	-22,30	-22,30	-22,30	-21,54	-21,54	-21,54	-21,26	-21,26	-21,26	-21,03	-20,83	-20,83	-20,83
R	2,95	2,95	2,95	1,84	1,84	1,84	1,56	1,56	1,56	1,36	1,21	1,21	1,21
q	47,00	47,01	47,01	75,55	75,56	75,57	89,05	89,07	89,08	101,93	114,69	114,69	114,74
Q Вт	45,12	846,17	1692,51	5076,64	2266,66	2538,99	8014,65	4275,17	5772,66	1834,71	1376,23	275,25	30291,50
t’’, оС	114,77	114,77	114,80	114,81	114,84	114,86	114,87	114,91	114,92	114,94	114,95	114,95	114,95

Таблица 25 Расчет изоляции при надземной прокладке трубопроводов

Участок	Э-Ч	Ч-Ц	Ц-Х	Х-Ф	Ф-У	У-Т	Т-С	С-Р	Р-В
Длина участка, м	72	29	30	15	26	38	38	24	180
, мм	0,04	0,10	0,10	0,10	0,10	0,13	0,26	0,26	0,26
, мм	0,045	0,11	0,11	0,11	0,11	0,13	0,27	0,27	0,27
t’,оС	114,543	114,61	114,69	114,72	114,78	114,84	114,86	114,87	114,95
Rусл	4,719	2,92	2,92	2,92	2,92	2,55	1,53	1,53	1,53
	0,716	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72
	36,37	27,97	27,97	27,97	27,97	26,28	21,18	21,18	21,18
	37,08	28,69	28,69	28,69	28,69	27,00	21,90	21,90	21,90
Rн	0,035	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,03	0,03	0,03
tп,оС	-22,97	-22,31	-22,31	-22,31	-22,31	-22,10	-21,26	-21,26	-21,26
R	4,754	2,95	2,95	2,95	2,95	2,59	1,56	1,56	1,56
q	29,142	46,93	46,96	46,98	47,00	53,62	89,01	89,02	89,09
Q Вт	2517,87	1633,05	1690,56	845,58	1466,50	2445,18	4058,93	2563,84	19243,07
t’’, оС	113,11	114,54	114,61	114,69	114,72	114,78	114,84	114,86	114,87

Таблица 26 Расчет изоляции при надземной прокладке трубопроводов

Участок	Н-22	М-23	Л-21	К-20	И-10	З-9	Ж-8	Е-7	Д-6	Г-5	Б-4	А-2	А-3	О-1
Длина участка, м	45	70	70	220	20	20	20	20	20	20	20	20	20	100
, мм	0,051	0,051	0,207	0,04	0,04	0,1	0,082	0,1	0,1	0,125	0,07	0,033	0,051	0,05
, мм	0,057	0,057	0,219	0,045	0,045	0,108	0,089	0,108	0,108	0,133	0,076	0,038	0,057	0,05
t’,оС	114,77	114,77	114,54	114,80	114,81	114,84	114,86	114,87	114,91	114,92	114,94	114,95	114,95	114,9
Rусл	4,19	4,19	1,81	4,72	4,72	2,92	3,28	2,92	2,92	2,55	3,59	5,10	4,18	4,18
	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,71	0,71
	33,88	33,88	22,62	36,37	36,37	27,97	29,64	27,97	27,97	26,28	31,08	38,26	33,88	33,8
	34,60	34,60	23,35	37,09	37,09	28,69	30,36	28,69	28,69	27,00	31,80	38,98	34,59	34,59
Rн	0,04	0,04	0,03	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,03	0,03	0,03
tп,оС	-22,82	-22,82	-21,55	-22,98	-22,98	-22,30	-22,48	-22,30	-22,30	-22,10	-22,61	-23,07	-22,82	-22,82
R	4,23	4,23	1,84	4,75	4,75	2,95	3,31	2,95	2,95	2,59	3,62	5,14	4,22	4,22
q	32,83	32,83	75,32	29,22	29,22	47,03	41,91	47,04	47,06	53,67	38,34	27,04	32,88	32,88
Q Вт	1772,67	2757,53	6327,21	7712,90	701,25	1128,76	1005,76	1129,06	1129,48	1287,96	920,18	649,04	789,26	3946,34
t’’, оС	114,31	113,20	114,50	106,79	114,54	114,80	114,81	114,84	114,85	114,91	114,77	114,40	114,83	114,13

Таблица 27 Расчет изоляции при надземной прокладке трубопроводов

Участок	Ч-18	Ц-17	Х-16	Ф-15	У-14	Т-13	С-12	П-11
Длина участка, м	20	20	20	55	20	20	20	20
, мм	0,1	0,033	0,033	0,04	0,082	0,207	0,033	0,125
, мм	0,108	0,038	0,038	0,045	0,089	0,219	0,038	0,133
t’,оС	114,54	114,61	114,69	114,72	114,78	114,84	114,86	114,86
Rусл	2,92	5,11	5,11	4,72	3,28	1,81	5,10	2,55
	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72	0,72
	27,97	38,26	38,26	36,37	29,64	22,62	38,26	26,28
	28,69	38,98	38,98	37,09	30,36	23,35	38,98	27,00
Rн	0,04	0,03	0,03	0,04	0,04	0,03	0,03	0,04
tп,оС	-22,31	-23,07	-23,07	-22,98	-22,48	-21,54	-23,07	-22,10
R	2,95	5,14	5,14	4,75	3,31	1,84	5,14	2,59
q	46,89	26,95	26,97	29,19	41,88	75,54	27,02	53,63
Q Вт	1125,46	646,91	647,37	1926,76	1005,01	1813,07	648,48	1287,18
t’’, оС	114,49	109,10	106,96	113,85	114,71	114,83	103,80	114,83

Суммарные тепловые потери водяной сети через изоляцию: