При расчете теплопотерь теплопроводов, проложенных в каналах, учитывают следующие термические сопротивления: изоляция Rm, теплоотдачи от изоляции к воздуху канала. теплоотдачи от возду­ха канала к его стенке RB. ю стенок канала RK и грунта Rrp. Опреде­ление теплопотерь одиночного теплопровода в канале сводится к под­счету всех термических сопротивлений и расчету теплового потока по формуле:

Д = (9Л5)

Каналы имеют прямоугольное сечение, поэтому при расчете терми­ческого сопротивления эквивалентный диаметр определяют по фор­муле:

D9 = 4F/U,

Где F — площадь поперечного сечения, м2; U — периметр сечения, м.

Пример 9.4. Рассчитать теплопотери трубопровода, проложенного в канале при - следующих данных. Диаметр трубопровода 325X8 мм; температура теплоносителя т= = 90°С; толщина изоляции 100 мм; А, Из = 0,09 Вт/(м-°С). Внутренние размеры канала: высота 700 мм, ширина 750 мм; толщина стенок 125 мм, основания и перекрытия 75 мм; теплопроводность стенок канала Хк = 1,3 Вт/м. Коэффициент теплоотдачи внут­ри канала а = 12 Вт/(м2-°С); глубина заложения оси теплопровода 1,15 м; коэффици­ент теплопроводности грунта А, гр = 1,7 Вт/(м-°С); температура грунта на оси канала 5°С; Р = 0,2. *

Решение:

1. Определяем термические сопротивления: изоляции

1 0,525

Rm =------------------- In ------------ = 0,849;

И 2-3,14-0,09 0,325

Теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху канала

RH =----------------------- = 0,051;

12-3,14-0,525

Теплоотдачи от воздуха канала к его стенке

12-3,14-0,724

Где внутренний эквивалентный диаметр канала равен

4-0,7-0,75 2 (0,7 + 0,75) стенок канала

1 0,919

R =------------------- In ------------ = 0,029,

2-3,14-1,3 0,724

Где наружный эквивалентный диаметр канала равен

<L ч = ------------ :---------- = 0,919 м; Н-э 2 (1+0,85)

4-0,85-1

Грунта

1 4-1,15

R ----------------------- In ------------ = 0,151.

Яв. к= _____________ — 0,037,

^в. э = п I. I = °>724 м;

Гр 2-3,14-1,7 0,919

С>мма термических сопротивлений равна:

Re = 0,849 + 0,051 +0,037 + 0,029 + 0,151 = 1,12 °С/(Вт-м). 2. Рассчитываем теплопотери:

90 — 5

1,2 = 91 Вт/м.

1,12

При расчете нескольких теплопроводов, проложенных в каналах, для учета их взаимного влияния вначале необходимо определить температуру воздуха в канале по тепловому балансу, а затем — теп­лопотери каждым трубопроводом в канале. Тепловой баланс состав­ляет следующим образом: общие теплопотери всеми теплопроводами в канале равны теплопотерям из канала в окружающую среду. Ис­пользуя принятые выше обозначения, тепловой баланс можно напи­сать в следующем виде:

----- п „ > (9.16)

Я ИЗ І + ^н. і ^в. к + ^К + ^гр

Где ті—температура теплоносителя в і-м трубопроводе, °С; п — число трубопроводов; in — температура воздуха в канале, °С.

Из уравнения (9.16) определяют tK и далее рассчитывают тепло­потери.

Пример 9.5. Рассчитать теплопотери двух теплопроводов, проложенных в канале. Все геометрические размеры даны на рис. 9.3. Температура теплоносителя в подающем трубопроводе тп = 90°С, в обратном то = 50°С; температура грунта на глубине зало­жения теплопроводов 5°С. Теплопроводность Яиз = 0,09; Як=1,3; ХГр = 1,7. Коэффициент теплоотдачи о&= 12; (3 = 0,2. Решение.

1. Определяем эквивалентные диаметры канала:

4-1,3-0,7 4-1,55-0,8

2 (1,3 + 0,7) =°'91; 2(1,55 + 0,8) В=1'0ББ-

9 Зак. 435 241

2 Рассчитываем термические сопротивления подающего трубопровода

0,525

0,899,

2.3,14 0,09 0,325 ' 12 3,14 0,525

Обратного трубопровода

TOC o "1-3" h z 1 0,445 1

До

2-3,14 0,09 1

Канала

1

In ___ +

= 0,616,

0,325 ' 12 3,14 0,445 1,055 1

4 1,15

In

In. — 0,185

12-3,14 0,91 ' 2-3,14 1,3 0,91 ' 2 3,14-1,7 1,055

3 Определяем температуру воздуха в канале по формуле (9 16)

90 — tK 50 — tK tK — b

0,616

0,899

1,2+ _____ к 1,2 =

0,185 '

Откуда ^к = 28 2°С

1

1

In

Rn =

Рис 9 3 Схема двухтрубного теплопровода в канале

4 Определяем теплопотери трубопроводов, проложенных в каналах подающего

Обратного

90 — 28,2 Qn = = 68,7;

0,899

Qo =

50 — 28,2 0,616

= 35,4

Общие потери составляют

Q2 = 68,7 + 35,4 = 104,1 Вт/м