Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

Ниже представлена краткая методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода (трубы). Оптимальную толщину теплоизоляционного слоя находят путём технико-экономического расчёта. Практически толщину слоя изоляции определяют исходя из его термического спротивления (не менее 0,86 [oС • м2/Вт] для труб с Dу 25 мм).

Качество тепловой изоляции трубопровода оценивается её КПД. В современных конструкциях тепловой изоляции при использовании материалов с теплопроводностью до 0,1 [Вт/м • K] оптимальная толщина слоя изоляции обеспечивает тепловую эффективность этой изоляции, близкой к 0,8 (т.е. эффективность 80%).

Приведенная информация может быть полезна для проведения инженерных расчётов при проектировании различных машин и узлов, содержащих трубопроводы с тепловой изоляцией. В качестве примера ниже приведены результаты расчёта тепловой изоляции для выпускного коллектора [трубопровода] высокофорсированного дизеля.

Полное термическое сопротивление изоляционной конструкции для цилиндрической стенки трубопровода (трубы) определяется по формуле:

Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

  • где
  • dиз – искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.
  • dн – наружный диаметр трубопровода.
  • λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного материала.
  • αв – коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

  1. где
  2. tн – температура наружной стенки трубопровода.
  3. tиз – температура поверхности изоляции.

Температура внутренней стенки изоляции трубопровода

Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

  • где
  • dв – внутренний диаметр трубопровода.
  • αг – коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.
  • λт – коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

из которого определяется искомый наружный диаметр изоляции трубопровода dиз, и далее толщина изоляции этого трубопровода (трубы) вычисляется по формуле:

Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

Пример: Необходимо рассчитать тепловую изоляцию трубопровода высокофорсированного дизеля, наружный диаметр выпускного трубопровода составляет 0,6 м, внутренний диаметр этого трубопровода составляет 0,594 м, температура наружной стенки трубопровода принимается равной 725 К, температура наружной поверхности изоляции принимается равной 333 К, теплопроводность изоляционного материала принимается равной 0,11 Вт/(м К), тогда проведенный расчет изоляции трубопровода по методике, описанной выше, покажет, что толщина необходимой изоляции трубопровода должна составлять не менее 0,1 м.

???? Калькуляторы расчета объема теплоизоляции труб, отводов

С помощью данных калькуляторов вы получите возможность легко рассчитать объем теплоизоляции трубопровода и отводов «в деле», а так же площадь покровного слоя.

Тем самым вы сможете определить объем работ, а так же определить количество необходимых материалов. Обратите внимание на то, что объем теплоизоляции считается без учета отходов (обрезков и т.п.).

Теплоизоляцию трубопроводов и деталей (отводы, тройники) и оборудования производят в соответствии с СП 61.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003)

Калькулятор расчета объема теплоизоляции трубопроводов

Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

Калькулятор расчета изоляции отводов круглого сечения

Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

Калькулятор расчета объема изоляции гнутых отводов

Данный калькулятор подойдет для расчета объема теплоизоляции гнутых отводов из углеродистой стали. Размеры  гнутых отводов вычислены в соответствии с ОСТ 36-42-81 «Детали трубопроводов из углеродистой стали сварные и гнутые Ду до 500мм на Ру до 10 МПа (100 кгс/см2). Отводы гнутые. Конструкция и размеры»

калькулятор Калькуляторы теплоизоляции

Вам также может понравиться

Расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов

Технологические трубопроводы предприятий и систем жизнеобеспечения населенных пунктов транспортируют различные среды с разными параметрами.

Эти параметры, в частности, температура, должны сохраняться независимо от воздействия условий окружающей среды, а для этого необходима теплоизоляция.

Ее толщину определяет расчет, который базируется на требованиях нормативных документов.

Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

Теплоизоляция трубопровода должна сохранять температуру в трубе независимо от воздействия на нее условий окружающей среды.

Характеристики прокладки сетей и нормативной методики вычислений

Выполнение вычислений по определению толщины теплоизоляционного слоя цилиндрических поверхностей — процесс достаточно трудоемкий и сложный.

Если вы не готовы доверить его специалистам, следует запастись вниманием и терпением для получения верного результата. Самый распространенный способ расчета теплоизоляции труб — это вычисление по нормируемым показателям тепловых потерь.

Дело в том, что СНиПом установлены величины потерь тепла трубопроводами разных диаметров и при различных способах их прокладки:

Формулы для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов

Схема утепления трубы.

  • открытым способом на улице;
  • открыто в помещении или тоннеле;
  • бесканальным способом;
  • в непроходных каналах.

Суть расчета заключается в подборе теплоизоляционного материала и его толщины таким образом, чтобы величина тепловых потерь не превышала значений, прописанных в СНиПе.

Методика вычислений также регламентируется нормативными документами, а именно — соответствующим Сводом Правил.

Последний предлагает несколько более упрощенную методику, нежели большинство существующих технических справочников. Упрощения заключены в таких моментах:

  1. Потери теплоты при нагреве стенок трубы транспортируемой в ней средой ничтожно малы по сравнению с потерями, которые теряются в слое наружного утеплителя. По этой причине их допускается не учитывать.
  2. Подавляющее большинство всех технологических и сетевых трубопроводов изготовлено из стали, ее сопротивление теплопередаче чрезвычайно низкое. В особенности если сравнивать с тем же показателем утеплителя. Поэтому сопротивление теплопередаче металлической стенки трубы рекомендуется во внимание не принимать.

Расчет толщины теплоизоляции трубопроводов

С целью обеспечения оптимальной транспортировки по трубопроводам различных сред цилиндрические конструкции принято изолировать. Нормативными документами установлены определенные требования к толщине теплоизоляции.

Процесс вычисления толщины теплоизоляционного слоя трубопроводов является сложным и трудоемким. Наиболее распространенной методикой является определение данного параметра по нормируемым показателям теплопотерь. Величины потерь установлены СНиПом и зависят от способов прокладки трубопроводов разного диаметра:

  • открыто на улице;
  • открыто в помещении;
  • бесканальным путем;
  • в непроходных каналах.

Суть расчета сводится к подбору такой толщины теплоизоляционного материала, чтобы значение фактических теплопотерь не превышало установленных в СНиПе показателей.

Вычисление толщины однослойной изоляции конструкции

Главная формула для расчета изоляции трубопровода представлена в следующем виде:

ln B = 2πλ [К*(tT — to)/qL — RH], где

  • λ — коэффициент теплопроводности изоляции (справочный);
  • К — коэффициент дополнительных теплопотерь через крепления или опоры;
  • tT — температура транспортируемой среды (среднегодовая);
  • to — температура наружного воздуха (среднегодовая);
  • qL — величина теплового потока;
  • RH — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности утеплителя (табличное значение).

Значение показателя В определяется отдельно:

В = (dиз + 2δ) / dтр, где

  • δ — толщина изоляционной конструкции;
  • dиз — наружный диаметр трубопровода;
  • dтр — наружный диаметр изолируемой трубы.

Параметр ln находят по таблице логарифмов. В итоге толщина изоляции должна быть такой, при которой будет соблюдено условие тождественности левой и правой частей уравнения.

Вычисление толщины многослойной теплоизоляции

В случае перемещения по трубопроводу теплоносителя с высокой температурой (500-600 ℃) поверхность объекта изолируется двумя слоями из разных материалов.

Один из слоев выступает в качестве ограждения горячей поверхности от второго, который, в свою очередь, служит для защиты трубопровода от низкой температуры воздуха снаружи.

При этом важно, чтобы температура на границе слоев t1,2 была допустимой для материала наружного слоя изоляции.

  • Чтобы рассчитать толщину теплоизоляции первого слоя, используется уже знакомая нам формула:
  • δ = К*(tT — to)/[qF — RH]
  • Для определения толщины второго слоя вместо значения температуры поверхности трубопровода tT принимают температуру на границе двух изоляционных слоев t1,2.
  • Если диаметр трубопровода меньше 2 м, формула имеет следующий вид:
  • ln B1 = 2πλ [К*(tT — to)/qL — RH]

Довольно громоздкие расчеты толщины теплоизоляции трудно вести вручную. Поэтому с целью упрощения процесса и быстрого получения результата алгоритм рекомендуется внести в программу Microsoft Excel.

Расчет изоляции трубопроводов по заданной величине снижения температуры теплоносителя

В отдельных случаях требуется, чтобы теплоноситель был доставлен по трубопроводу в конечный пункт назначения с определенной температурой. Согласно этому условию и должен быть выполнен расчет толщины теплоизоляции.

Сначала находится полное тепловое сопротивление изоляции RП :

RП = 3,6 К l / GC ln [(tт.нач — tо )/(tт.кон — tо )], где

  • К — коэффициент дополнительных теплопотерь через крепления или опоры;
  • tт.нач — начальная температура теплоносителя;
  • tо — температура окружающей среды;
  • tт.нач — конечная температура теплоносителя;
  • l — длина трубопровода;
  • G — расход теплоносителя;
  • C — удельная теплоемкость транспортируемой среды.

Далее значение толщины теплоизоляции рассчитывается по знакомой формуле:

δ = dиз (В — 1) / 2

Расчет изоляции трубопроводов по заданной температуре поверхности утепляющего слоя

На многих промышленных предприятиях трубопроводы проложены внутри рабочих помещений, в которых находятся люди. В этой связи правила охраны труда диктуют повышенные требования к температуре труб. Вычисление толщины теплоизоляционного слоя для труб диаметром более 2 м по заданной температуре поверхности утеплителя выполняется по формуле:

δ = λ (tT — tП) / α (tT — tО), где

  • α — коэффициент теплоотдачи (справочный);
  • tП — нормируемая температура поверхности утеплителя;
  • остальные параметры — из предыдущих формул.
Читайте также:  Полиэтиленовые трубы во пскове

Несмотря на то, что данная методика имеют незначительную погрешность, она применяется в настоящее время для вычисления показателей изолирующего слоя. Для получения более точных расчетов лучше воспользоваться специализированным программным обеспечением.

Как рассчитать толщину теплоизоляции трубопроводов

Иметь представление о расчете толщины теплоизоляционного слоя для системы трубопроводов важно каждому, кто понимает важность поддержания функционала технологических трубопроводов независимо от параметров транспортируемой среды. Речь идет о температуре, плотности среды и прочих важных показателях, влияющих на выбор толщины утеплителя. Итоговые показатели определяет расчет, основанный на требованиях нормативной документации.

Нормативная методика вычисления: характеристики

Процесс расчета теплоизоляции поверхностей цилиндрического типа непростой, поэтому по возможности его доверяют специалистам. Если работы приходится выполнять самостоятельно, то оптимальным методом для расчета теплоизоляции разного типа трубопроводов считается вычисление с учетом нормируемых показателей потери тепла.

Данные о величинах теплопотерь установлены и прописаны в специальной нормативной документации и зависят от типа прокладки и диаметра труб. Обычно возможны следующие варианты размещения трубопроводов:

  • под открытым небом;
  • в закрытом помещении;
  • в непроходных каналах;
  • бесканальным методом.

Суть расчета сводится к выбору теплоизоляции с такой толщиной, чтобы тепловые потери на практике не преувеличивали данных, прописанных в СНиПе. Соответствующим Сводом Правил регулируется и метод проведения расчета с упрощенным алгоритмом, приспособленным для среднестатистического пользователя. По большей мере упрощения касаются следующих моментов:

  • не учитываются потери тепла при повышении температуры стенок труб в трубопроводах;
  • не принимается во внимание сопротивление теплопередаче стальной стенки трубы из-за низкой способности к этому металла .

Практически для расчета толщины теплоизоляции используют формулы, рассчитанные как для стационарной, так и для нестационарной передачи тепла через стенки из разного типа материалов. Важно помнить о том, что принцип расчета толщины утеплителя для трубопроводов должен учитывать условия работы:

  • материалы в основе теплоизоляции;
  • перепады температур в зависимости от сезона;
  • уровень влажности и пр.

Удобнее всего для расчета толщины утеплителя трубопроводов использовать специальные таблицы, в которых прописаны диаметр труб с температурой носителя. Что касается типа теплоизоляции, то оптимальный вариант — использование специальных цилиндров, не требующих сложного монтажа и сохраняющих эксплуатационные характеристики на протяжении всего срока использования.

Рассмотрим два основных метода расчета толщины теплоизоляции: на основании онлайн калькулятора и инженерных формул, позволяющих получить результат, максимально правильный с учетом всех параметров.

Как пользоваться онлайн приложениями правильно

Процесс расчета толщины утеплителя с использованием онлайн калькулятора простой и доступный. Сегодня таким способом пользуются все, кто считают услуги инженеров дорогими, а инженерные формулы для собственного расчета — слишком сложными.

Частные пользователи без проблем могут подобрать калькуляторы для быстрого и достаточно точного расчета параметров теплоизоляции для трубопровода.

Большинство источников предоставляют возможность пользоваться калькулятором без оплаты и даже регистрации на сайте. Более того, приложения не нужно скачивать и устанавливать. Онлайн калькуляторы позволяют проводить расчеты изоляции по нескольким целям:

  • теплоизоляции трубопроводов для образования нужной температуры на поверхности;
  • изоляции труб для защиты среды от промерзания при минусовых температурах;
  • утеплению трубопроводов для гарантии защиты поверхностей от образования конденсата и коррозии;
  • изоляции для двухтрубной тепловой магистрали, монтированной под землей.

Как только нужная задача будет установлена, в поля калькулятора вводят данные для проведения нужного расчета. Обычно речь идет о диметре трубы, температуре среды, продолжительности замерзания жидкости без прокачки, материале в основе труб, температуре на их поверхности, коэффициенте теплопроводности теплоизолятора.

Готовый результат поможет определиться с выбором толщины теплоизолятора. Выбирать материал нужно в соответствии с данными калькулятора, не пытаясь покупать утеплитель с «запасом» толщины, так как это не даст нужного эффекта, но значительно повлияет на увеличение итоговой стоимости утепления.

Как рассчитать толщину по формуле самостоятельно

Когда данные, полученные с помощью онлайн калькулятора кажутся сомнительными, стоит попробовать аналоговый метод с использованием инженерной формулы для расчета толщины теплоизоляционного материала. Для расчета работают по следующему алгоритму:

  1. По формуле вычисляют температурное сопротивление утеплителя.
  2. Высчитывают линейную плотность потока тепла.
  3. Рассчитывают показатели температуры на внутренней поверхности теплоизоляции.
  4. Переходят к расчету теплового баланса и толщины теплоизоляции по формуле.

Эти же формулы используются для составления алгоритма работы онлайн-калькулятора.

Расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов

Ниже представлена краткая методика инженерного расчета тепловой изоляции трубопровода (трубы). Оптимальную толщину теплоизоляционного слоя находят путём технико-экономического расчета. Практически толщину слоя изоляции определяют исходя из его термического спротивления (не менее 0,86 [ o С • м 2 /Вт] для труб с Dу o С м 2 /Вт] для труб с Dу > 25 мм).

Качество тепловой изоляции трубопровода оценивается её КПД. В современных конструкциях тепловой изоляции при использовании материалов с теплопроводностью до 0,1 [Вт/м • K] оптимальная толщина слоя изоляции обеспечивает тепловую эффективность этой изоляции, близкой к 0,8 (т.е. эффективность 80%).

Приведенная на этой страничке информация может быть полезна для проведения инженерных расчетов при проектировании, например, тепловой изоляции различных трубопроводов. В качестве примера ниже приведен расчет тепловой изоляции для выпускного коллектора высокофорсированного дизеля.

Полное термическое сопротивление изоляционной конструкции для цилиндрической стенки трубопровода (трубы) определяется по формуле:

dиз – искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.

  Теплый пол Grandeks (греющая пленка)

  • dн – наружный диаметр трубопровода.
  • λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного материала.
  • αв – коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

Линейная плотность теплового потока

tн – температура наружной стенки трубопровода.

tиз – температура поверхности изоляции.

Расчет тепловой изоляции трубопроводов и оборудования выполняется по определенным формулам и должен соответствовать СНиП.

  1. Схема тепловой изоляции трубопроводов.
  2. Расчет тепловой изоляции для плоских поверхностей осуществляется по следующим формулам (Рис.1)
  3. Расчет для криволинейных поверхностей может осуществляться по следующим формулам (рис.2), где
  • tв — это температура среды внутри изолируемого оборудования, °С;
  • Rиз — термическое сопротивление кондуктивному переносу теплоты плоского слоя изоляции, м²×°С/Вт;
  • tн — это температура окружающей среды, °С;
  • qF — является поверхностной плотностью теплового потока через плоскую теплоизоляционную конструкцию, Вт/м²;
  • Rвн — является термическим сопротивлением теплоотдаче на внутренней поверхности стенки изолируемого объекта, м²×°С/Вт;
  • Rст — является термическим сопротивлением кондуктивному переносу теплоты стенки изолируемого объекта, м²×°С/Вт;
  • Rн — является термическим сопротивлением теплоотдаче на наружной поверхности защитного слоя, м²×°С/Вт.
  • Расчет тепловой изоляции для плоских поверхностей.
  • По формуле 1 осуществляется расчет теплоизоляции для плоской поверхности из n-слоев (в большинстве случаев защитная поверхность состоит не из одного, а из нескольких слоев).
  • По формуле 2 осуществляется расчет однослойной теплоизоляции для плоской поверхности.
  • По формуле 3 осуществляется расчет для криволинейной поверхности из n-слоев.

  СТЫКОВЫЕ СВАРОЧНЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ

По формуле 4 осуществляется расчет однослойной теплоизоляции для криволинейной поверхности.

Самостоятельно провести расчет толщины теплоизоляции оборудования довольно трудно. Если у вас нет времени и специальных знаний, вы можете обратиться в компанию, которая проведет расчет за вас.

На сегодняшний день на рынке немало предложений от фирм, которые занимаются подобными вычислениями и составлением всей сопутствующей документации на профессиональном уровне.

Это более затратный способ, нежели самостоятельный расчет, но он поможет избежать ошибок и сэкономит ваше время.

Если же вы все же решили работать самостоятельно, т.е. без привлечения профессионалов, то для вас существует множество компьютерных программ, которые помогут автоматизировать процесс самостоятельного расчета толщины теплоизоляционного слоя и других параметров изоляции.

Функциональность большинства таких программ поможет вам в автоматическом режиме просчитать нужные параметры, достаточно просто ввести характеристики вашей конструкции и выбранного теплоизоляционного материала.

вы сможете провести расчет следующих показателей для трубопроводов:

Тепловая изоляция труб для последующего обеспечения заданной плотности теплового потока

Таблица тепловой изоляции труб для последующего обеспечения заданной плотности теплового потока.

В случае, когда рассчитывается теплоизоляция для трубопроводов надземной прокладки, расчет ведется по заданной плотности теплового потока.

Вычисления толщины во многом зависят от температуры теплоносителя, температуры воздуха, расположения изолируемого трубопровода (помещение или открытый воздух), величины заданного или нормального теплового потока, а также наружного диаметра трубы.

Следует помнить, что значение плотности теплового потока с поверхности труб будет определяться общим тепловым балансом предприятия, требованиями технологического процесса или нормативными значениями четвертого приложения СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

Читайте также:  Толщина трубы диаметром 50мм

Методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода

Ниже представлена краткая методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода (трубы). Оптимальную толщину теплоизоляционного слоя находят путём технико-экономического расчёта. Практически толщину слоя изоляции определяют исходя из его термического спротивления (не менее 0,86 [oС • м2/Вт] для труб с Dу 25 мм).

Калькулятор онлайн

Качество тепловой изоляции трубопровода оценивается её КПД. В современных конструкциях тепловой изоляции при использовании материалов с теплопроводностью до 0,1 [Вт/м • K] оптимальная толщина слоя изоляции обеспечивает тепловую эффективность этой изоляции, близкой к 0,8 (т.е. эффективность 80%).

Приведенная информация может быть полезна для проведения инженерных расчётов при проектировании различных машин и узлов, содержащих трубопроводы с тепловой изоляцией. В качестве примера ниже приведены результаты расчёта тепловой изоляции для выпускного коллектора [трубопровода] высокофорсированного дизеля.

  1. Полное термическое сопротивление изоляционной конструкции для цилиндрической стенки трубопровода (трубы) определяется по формуле:
  2. где
  3. dиз — искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.
  4. dн — наружный диаметр трубопровода.
  5. λиз — коэффициент теплопроводности изоляционного материала.
  6. αв — коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

Линейная плотность теплового потока

  • где
  • tн — температура наружной стенки трубопровода.
  • tиз — температура поверхности изоляции.

Температура внутренней стенки изоляции трубопровода

  1. где
  2. dв — внутренний диаметр трубопровода.
  3. αг — коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.
  4. λт — коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

Уравнение теплового баланса

из которого определяется искомый наружный диаметр изоляции трубопровода dиз, и далее толщина изоляции этого трубопровода (трубы) вычисляется по формуле:

Пример: Необходимо рассчитать тепловую изоляцию трубопровода высокофорсированного дизеля, наружный диаметр выпускного трубопровода составляет 0,6 м, внутренний диаметр этого трубопровода составляет 0,594 м, температура наружной стенки трубопровода принимается равной 725 К, температура наружной поверхности изоляции принимается равной 333 К, теплопроводность изоляционного материала принимается равной 0,11 Вт/(м К), тогда проведенный расчет изоляции трубопровода по методике, описанной выше, покажет, что толщина необходимой изоляции трубопровода должна составлять не менее 0,1 м.

Тепловая изоляция трубопроводов для обеспечения нужной температуры на поверхности

Преследование таких целей обычно связано с тем, что требования техники безопасности предписывают необходимость снизить тепловыделение в помещении для защиты обслуживающего персонал от ожогов, а тепловые потери на предприятии не регламентированы.

По закону, в соответствии с нормами и требованиями СНиП, при температуре теплоносителя ниже 100°С, находящегося в помещении, температура на поверхности изоляции труб не должна превышать 35°. При температуре теплоносителя свыше 100 °С, температура поверхности не должна превышать 45°.

На открытом воздухе планка температур повышается, но все равно ограничена 55°С при использовании металлического защитного покрытия и 60° при использовании других видов покрытий теплоизоляции труб.

Схема тепловой изоляции трубопроводов для обеспечения нужной температуры на поверхности.

При выборе защитного покрытия теплоизоляции труб, находящихся в помещении, необходимо учитывать радиационные свойства его поверхности.

Так, для снижения толщины слоя тепловой изоляции трубопроводов следует применять неметаллическое защитное покрытие с высоким коэффициентом излучения, так как при одних и тех же условиях расчета толщина неметаллического покрытия теплоизоляции труб окажется существенно ниже, чем при металлическом покрытии. Размеры изоляционного слоя, определяемого расчетом по заданной температуре на его поверхности, будут зависеть от таких факторов как:

  • температура окружающего воздуха;
  • расположение конструкции (может находиться в помещении или на открытом воздухе);
  • наружный диаметр трубы;
  • температура самого теплоносителя;
  • коэффициент теплоотдачи от поверхности теплоизоляции трубопровода к окружающему воздуху.
  • В конструкциях теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ в диапазоне от 20 до 300 °С
  • для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять
  • теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м3
  • и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06
  • Для теплоизоляционного слоя трубопроводов при бесканальной
  • прокладке следует применять материалы с плотностью не более 400 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности не более 0,07 Вт/(м · К).
  • Расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов δk
  • , м по нормированной плотности теплового потока выполняют по формуле:
  • где – наружный диаметр трубопровода, м;
  1. отношение наружного диаметра изоляционного слоя к диаметру трубопровода .
  2. Величину определяют по формуле:
  3. основание натурального логарифма;
  4. теплопроводность теплоизоляционного слоя Вт/(м·oС) определяемый по приложению 14.

  Какой щебень нужен для колодца?

  • R
  • к — термическое сопротивление слоя изоляции, м·°С/Вт, величину которого определяют при подземной канальной прокладке трубопровода по формуле:
  • где суммарное термическое сопротивление слоя изоляции и других дополнительных термических сопротивлений на пути теплового
  • потока,м·°С/Вт определяемое по формуле:
  • где средняя за период эксплуатации температура теплоносителя, оС. В соответствии с [6] её следует принимать при различных температурных режимах по таблице 6:
  • Таблица 6 – Температура теплоносителя при различных режимах
Температурные режимы водяных тепловых сетей, oC 95-70 150-70 180-70
Трубопровод Расчетная температура теплоносителя, oC
Подающий
Обратный
  1. среднегодовая температура грунта, для различных городов указана в [ 9, c 360 ]
  2. нормированная линейная плотность теплового потока, Вт/м (принимается по приложению15);
  3. коэффициент, принимаемый по приложению 16;
  4. коэффициент взаимного влияния температурных полей соседних трубопроводов;
  5. термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя, м·oС /Вт, определяемое по формуле:
  6. где коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в
  7. окружающий воздух, Вт/(м. · °С) который, согласно [6], принимается при прокладке в каналах , Вт/(м · °С);
  8. d
  9. – наружный диаметр трубопровода, м;
  10. термическое сопротивление внутренней поверхности канала, м·oС/Вт, определяемое по формуле:
  11. где коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала, αe = 8 Вт/(м. · °С);
  12. внутренний эквивалентный диаметр канала, м, определяемый
  13. по формуле:
  14. периметр сторон по внутренним размерам канала, м; (размеры каналов приведены в приложении 17)
  15. внутреннее сечение канала, м2;
  16. термическое сопротивление стенки канала, м·oС/Вт определяемое по формуле:
  17. где теплопроводность стенки канала, для железобетона
  18. наружный эквивалентный диаметр канала, определяемый по наружным размерам канала, м;
  19. термическое сопротивление грунта, м·oС/Вт определяемое по формуле:
  20. где коэффициент теплопроводности грунта, зависящий от его
  21. структуры и влажности. При отсутствии данных значение можно принимать для влажных грунтов 2,0–2,5 Вт/(м · °С), для сухих грунтов 1,0–1,5 Вт/(м · °С);
  22. глубина заложения оси теплопровода от поверхности земли, м.

Расчетную толщину теплоизоляционного слоя в конструкциях тепловой изоляции на основе волокнистых материалов и изделий (матов, плит, холстов) следует округлять до значений, кратных 10 мм.

В конструкциях на основе минераловатных полуцилиндров, жестких ячеистых материалов, материалов из вспененного синтетического каучука, пенополиэтилена и пенопластов следует принимать ближайшую к расчетной толщину изделий по нормативным документам на соответствующие материалы.

Если расчетная толщина теплоизоляционного слоя не совпадает с номенклатурной толщиной выбранного материала, следует принимать по

действующей номенклатуре ближайшую более высокую толщину

теплоизоляционного материала. Допускается принимать ближайшую более низкую толщину теплоизоляционного слоя в случаях расчета по температуре на поверхности изоляции и нормам плотности теплового потока, если разница между расчетной и номенклатурной толщиной не превышает 3 мм.

ПРИМЕР 8.

Определить толщину тепловой изоляции по нормируемой плотности теплового потока для двухтрубной тепловой сети с dн = 325 мм, проложенной в канале типа КЛ 120×60. Глубина заложения канала hк=0,8 м,

Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов tгр= 5,5 oC, теплопроводность грунта λгр=2,0 Вт/(м·oC), тепловая изоляция – маты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем. Температурный режим тепловой сети 150-70oC.

  • Решение:
  • 1. По формуле (51) определим внутренний и наружный эквивалентный диаметр канала по внутренним и наружным размерам его поперечного сечения:
  • 2. Определим по формуле (50) термическое сопротивление внутренней поверхности канала
  • 3. По формуле (52) рассчитаем термическое сопротивление стенки канала:
  • 4. По формуле (49) определим термическое сопротивление грунта:
  • 5. Приняв температуру поверхности теплоизоляции , (приложение) определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего и обратного трубопроводов:
  • 6. Используя приложение, определим также коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (матов теплоизоляционных из минеральной ваты на синтетическом связующем):
  • 7. По формуле (49) определим термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя
  • 8. По формуле (48) определим суммарные термические сопротивления для подающего и обратного трубопроводов:
  • 9. Определим коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего и обратного трубопроводов:
  • 10. Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего и обратного трубопроводов по формуле (47):
  • x
  • x = 1,192
  • x
  • x = 1,368
  • 11. Величину B для подающего и обратного трубопроводов определим по формуле (46):
  • 12. Определим толщину тепловой изоляции для подающего и обратного трубопроводов по формуле (45):
Читайте также:  Полипропиленовая труба в лобне

13. Принимаем толщину основного слоя изоляции для подающего и обратного трубопроводов одинаковой и равной 100 мм.

Литература

Основная

1. Хрусталев, Б.М. Теплоснабжение и вентиляция: учеб.пособие/ Б.М. Хрусталев, Ю.Я. Кувшинов, В.М. Копко. – М.: Ассоциация строительных вузов, 2008. – 784 с.

Дополнительная

2. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий.

3. СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов.

Как рассчитать толщину теплоизоляции трубопроводов

Главная причина замерзания трубопроводов – недостаточная скорость циркуляции энергоносителя. В таком случае, при минусовой температуре воздуха может начаться процесс кристаллизации жидкости. Так что качественная теплоизоляция труб – жизненно необходима.

Благо нашему поколению несказанно повезло. В недалеком прошлом утепление трубопроводов производилось по одной лишь технологии, так как утеплитель был один – стекловата. Современные производители теплоизоляционных материалов предлагаю просто широчайший выбор утеплителей для труб, отличающихся по составу, характеристикам и способу применения.

Сравнивать их между собой не совсем правильно, а уж тем более утверждать, что один из них является самым лучшим. Поэтому давайте просто рассмотрим виды изоляционных материалов для труб.

По сфере применения:

  • для трубопроводов холодного и горячего водоснабжения, паропроводов систем центрального отопления, различных технических оборудований;
  • для канализационных систем и систем водоотвода;
  • для труб вентиляционных систем и морозильного оборудования.

По внешнему виду, который, в принципе, сразу же объясняет и технологию применения утеплителей:

  • рулонные;
  • листовые;
  • кожуховые;
  • заливочные;
  • комбинированные (это скорее уже относится к способу изоляции трубопровода).

Основные требования к материалам, из которых изготавливаются утеплители для труб – это низкая теплопроводность и хорошая устойчивость к огню.

Под эти важные критерии подходят следующие материалы:

Минеральная вата. Чаще всего продается в виде рулонов. Подходит для утепления трубопроводов с теплоносителем высокой температуры.

Однако если использовать минвату для изоляции труб в больших объемах, то такой вариант окажется не очень-то выгодным с точки зрения экономии.

Тепловая изоляция с помощью минваты производится методом намотки, с последующим ее закреплением синтетической бечевкой или нержавеющей проволокой.

На фото трубопровод, утепленный минватой

Использовать его можно как при низких, так и при высоких температурах. Подходит для стальных, металлопластиковых и других полимерных труб. Еще одна положительная особенность – пенополистирол имеет цилиндрическую форму, причем его внутренний диаметр можно подобрать под размер любой трубы.

Пеноизол. По своим характеристикам находится в близком родстве с предыдущим материалом.

Однако способ монтажа пеноизола совсем иной – для его нанесения требуется специальная распыляющая установка, так как он представляет собой компонентную жидкую смесь.

После застывания пеноизола вокруг трубы образуется герметичная оболочка, почти не пропускающая тепло. К плюсам здесь также можно отнести отсутствие дополнительного крепления.

Пеноизол в деле

Фольгированный пенофол. Самая последняя разработка в сфере утеплительных материалов, но уже завоевавшая своих поклонников среди российских граждан. Пенофол состоит из полированной алюминиевой фольги и слоя вспененного полиэтилена.

Такая двухслойная конструкция не просто сохраняет тепло, а даже является неким обогревателем! Как известно, фольга обладает теплоотражающими свойствами, что позволяет накапливать и отражать тепло к изолируемой поверхности (в нашем случае это трубопровод).

Кроме того, фольгированный пенофол экологичен, слабогорюч, устойчив к температурным перепадам и повышенной влажности.

Как вы сами видите, материалов предостаточно! Выбирать, чем утеплять трубы, есть из чего. Но при выборе не забывайте учитывать особенности окружающей среды, характеристики утеплителя и его простоту монтажа. Ну и не помешало бы произвести расчет теплоизоляции труб, дабы сделать все грамотно и надежно.

Материалы для теплоизоляции

Схема битумной теплоизоляции.

  1. Битум. Используется в основном для теплоизоляции подземных конструкций. Битумная изоляция предотвращает коррозию на поверхности. Наружная часть состоит из слоя полиэтилена, который защищает битумное покрытие. Иногда дополнительно оборачивают стеклохолстом, что, в свою очередь, влияет на величину толщины слоя. Чаще всего этот материал используется для защиты трубопроводов газо-, нефте и водоснабжения из стали, а также для тепловых труб из металла.
  2. Теплоизоляция пенополиуретановыми скорлупами. Используется как под землей, так и для тепловой защиты наземных конструкций. Отличается мобильной сборкой и многоразовым использованием.
  3. Пенополиуретановая оболочка или «труба в трубе». Пенополиуретан впрыскивается и затвердевает между внутренней стальной трубой и полиэтиленовой изоляцией. Перед этим процессом труба должна пройти стадию очистки. Во избежание разрушения наружные конструкции следует покрывать акриловыми красками. Понятие толщины защитного слоя в этом случае не совсем уместно, т.к. используется метод “труба в трубе”.
  4. Полиэтиленовая антикоррозионная защита. Является комбинированным многослойным покрытием для изоляции трубопроводов. Данный процесс чаще всего проходит в промышленных цехах. Для небольших сетей бытового уровня обычно не используется.
  5. Стекловата. Для трубопроводов тепловой сети нередко используются изделия из стекловаты. Они хорошо помогают в защите от теплопотерь и предотвращают образование конденсата в теплоцентралях, пароводах и прочих коммуникациях. Расчет толщины защитного слоя зависит от параметров изолируемой конструкции.
  6. Минеральная вата. В основном используется для изолирования трубопроводов теплоснабжения. Может применяться для конструкций различного диаметра и объема. Скорлупы и маты базальтовой ваты сверху покрываются лентами антикоррозийной оцинкованной изоляции и асбоцементными листами, которые препятствуют изменению состава и свойств защитного материала под действием солнца. Это тот случай, когда качество изоляции (количество слоев и их комбинирование) напрямую оказывает влияние на величину толщины защитного покрытия.

Следует помнить, что расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов – это непростой процесс, требующий учета множества факторов и соответствия строительным нормам и правилам.

Основным документом, регламентирующим величину толщины слоя тепловой изоляции и многих других его параметров, является СНиП 2.04.14-88. “Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов”.

В этом документе содержатся основные требования к конструкциям, изделиям и материалам для тепловой изоляции и все расчетные технические характеристики материалов, которые помогут при выборе толщины защитного слоя.

Укладка изоляции

Расчет изоляции зависит от того, какая укладка применяется. Она может быть наружной либо внутренней.

Наружная изоляция рекомендована для защиты систем отопления. Она наносится по внешнему диаметру, обеспечивает защиту от потерь тепла, появления следов коррозии. Для определения объемов материала достаточно вычислить поверхностную площадь трубы.

Теплоизоляция сохраняет температуру в трубопроводе независимо от воздействия на нее условий окружающей среды.

Внутренняя укладка используется для водопровода.

Она отлично защищает от химической коррозии, предотвращает потери тепла трассами с горячей водой. Обычно это обмазочный материал в виде лаков, специальных цементно-песчаных растворов. Выбор материала может осуществляться и в зависимости от того, какая прокладка будет применяться.

Канальная прокладка востребована чаще всего. Для этого предварительно устраиваются специальные каналы, в них и помещаются трассы. Реже используется бесканальный способ укладки, так как для проведения работ необходимо специальное оборудование и опыт.Метод применяется в том случае, когда выполнять работы по устройству траншей нет возможности.

Монтаж изоляции

Расчет количества изоляции во многом зависит от способа ее нанесения. Это зависит от места применения – для внутреннего или наружного изолирующего слоя.

Его можно выполнить самостоятельно или использовать программу – калькулятор для расчета теплоизоляции трубопроводов.

Покрытие по наружной поверхности используется для водяных трубопроводов горячего водоснабжения при высокой температуре с целью ее защиты от коррозии.

Расчет при таком способе сводится к определению площади наружной поверхности водопровода, для определения потребности на погонный метр трубы.

Для труб для водопроводных магистралей применяется внутренняя изоляция. Основное ее назначение – защита металла от коррозии. Ее используют в виде специальных лаков или цементно-песчаной композиции слоем толщиной несколько мм.

  Аксонометрическая схема системы отопления или вентиляции

Выбор материала зависит от способа прокладки – канальный или бесканальный. В первом случае на дне отрытой траншее размещаются бетонные лотки, для размещения. Полученные желоба закрываются бетонными же крышками, после чего канал заполняется ранее вынутым грунтом.

Бесканальная прокладка используется, когда рытье теплотрассы не представляется возможным.

Для этого нужно специальное инженерное оборудование. Расчет объема тепловой изоляции трубопроводов в онлайн-калькуляторах является достаточно точным средством, позволяющим рассчитать количество материалов без возни со сложными формулами. Нормы расхода материалов приводятся в соответствующих СНиП.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector