Расчет индивидуальных теплотехнических характеристик теплопроводов
Типичные конструкции теплопроводов для транспортировки энергоносителя. Определение влияния физических свойств теплоизоляционных материалов на коэффициенты тепловых потерь. Расчет наружного диаметра трубы. Учет глубины прокладка и теплопроводности грунта.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.12.2016 |
| Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Практическая работа №1
«РАСЧЕТ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОПРОВОДОВ»
Введение
Цель работы - знакомство с системой теплоснабжения и конструкциями теплопроводов; расчет коэффициентов тепловых потерь для типичных теплопроводов; определение влияния физических свойств теплоизоляционных материалов и конструктивных особенностей теплопроводов на коэффициенты тепловых потерь и выработка рекомендаций для выбора энергоэффективных теплопроводов.
Общие сведения о теплопроводах
Транспортировка тепла осуществляется с помощью теплопроводов. На рис.1 показан элемент современного теплопровода, изготовленного в заводских условиях, который включает водопроводную стальную трубу для транспортировки энергоносителя, тепловую изоляцию из пенополиуретана и защитный кожух из пластмассы.
Рис. 1. Схема элемента предварительно изолированного теплопровода
Данные теплопроводы являются перспективными и прокладываются непосредственно в грунте (рис.2, тип А), что сокращает затраты на их монтаж и эксплуатацию. В настоящее время в Беларуси наиболее распространены теплопроводы с прокладкой в непроходных каналах (рис.3, тип В) или с надземной прокладкой (рис.3, тип С). Каждый из рассмотренных теплопроводов характеризуется наружным диаметром каналов Dн, толщиной стенки трубы д, толщиной изоляции ди и защитного кожуха дк, расстоянием между трубами s и глубиной прокладки h. Теплопроводы в каналах дополнительно включают размеры канала: ширину а и высоту b.
Рис. 2. Схемы конструкций типичных теплопроводов: А - подземный теплопровод с заводской изоляцией; В - подземный теплопровод в непроходном канале; С - надземный теплопровод
На рис.2 основные размеры представлены в виде общепринятых символов и идентификаторов вычислительной программы CONDORS.
Метод анализа
При транспортировке теплоты имеются потери в окружающую среду, величина которых зависит как от температуры теплоносителя и окружающей среды, так и от качества тепловой изоляции теплопроводов.
Основной характеристикой теплоизоляционных материалов является коэффициент теплопроводности ли.
Коэффициент теплопроводности зависит от применяемого материала и его влажности. теплопровод труба энергоноситель
С ростом влажности материала коэффициент теплопроводности увеличивается.
Интегральной индивидуальной характеристикой теплопроводов является коэффициент тепловых потерь К, который показывает, какой тепловой поток теряется теплопроводом длиной 1м при разности температур между теплоносителем и окружающей средой, равной одному градусу. В качестве окружающей среды для надземного теплопровода выступает атмосферный воздух, а для подземных - грунт.
Различаются два типа коэффициентов тепловых потерь.
Первый коэффициент K1 непосредственно связан с количеством теряемого тепла в окружающую среду, а второй - Ко учитывает полезную теплоту, которая передается от более нагретого подающего теплопровода обратному.
Тогда общий коэффициент тепловых потерь
К = К1 - К0 (1)
Подающие и обратные надземные теплопроводы являются независимыми, и для них К0=О.
Коэффициент тепловых потерь K1 надземного теплопровода есть обратная величина термического сопротивления:
(2)
где л, ли, лк - коэффициенты теплопроводности соответственно трубы, изоляции и защитного кожуха, Вт/(м·°С); Dв, Dн, Dи, Dк - диаметры трубы, внутренний и наружный, наружные диаметры изоляции и защитного кожуха, мм. Коэффициенты тепловых потерь K1 и К0 подземных теплопроводов определяются на основе синтеза экспериментальных и расчетных данных с учетом решения уравнения теплопроводности.
С учетом конструктивных особенностей теплопровода в непроходных каналах (тип В) дополнительно рассчитываются наружный диаметр теплопровода с изоляцией и кожухом Dк, глубина прокладки теплопровода h" (DYBD), ширина канала a (BRED) и высота канала b (НОЕТ):
Dк = Dн + 2 ди +2 дк,
h" = 0,5 Dк + h, (3)
а = 2,5 Dк,
b = 1,5 Dк.
Параметры h", а и b являются исходными данными для теплопровода В. В реальном случае эти параметры соответствуют номенклатурному ряду типоразмеров непроходных каналов.
В первом случае (для А1 и В1) данные параметры равны:
Dк =76+2•60+2•3=202
h" =0,5•202+900=1001
а =2,5•202=505
b =1,5•202=303
Во втором случае (для А2 и В2) данные параметры равны:
Dк =76+2•3=82
h" =0,5•82+900=941
а =2,5•76=190
b =1,5•76=114
Порядок расчета
Расчет теплотехнических характеристик теплопроводов А и В проводится на компьютере на базе пакета прикладных программ CONDORS во вложенном каталоге HEATLOSS с использованием файла исходных данных VTAB.CMD. Для теплопроводов В по формуле (3) дополнительно рассчитываются конструктивные параметры h", а и b, которые служат исходными данными и заносятся в файл VTAB.CMD при расчете соответствующих вариантов. Расчет коэффициентов тепловых потерь для теплопроводов С проводится с помощью калькулятора по формуле (2).
Для С1 =3818,18
Для С2 =5,128
Для С3 =3,595
Выполнение работы
|
Код |
Изоляция |
(ISOL) ди, мм |
(LAMI) ли, Вт/м/0С |
(LAMJ) Лг, Вт/м/0С |
(JORD) h, мм |
(K1) К1, Вт/м/0С |
(K0) К0, Вт/м/0С |
|
|
А1 |
Пенополиуретан |
60 |
0,027 |
1,5 |
900 |
0,169 |
0,006 |
|
|
А2 |
Пенополиуретан |
120 |
0,027 |
1,5 |
900 |
0,115 |
0,002 |
|
|
А3 |
Сухая минеральная вата (w=0%, с=350 кг/м3) |
60 |
0,055 |
1,5 |
900 |
0,326 |
0,021 |
|
|
А4 |
Влажная минеральная вата (w=30%, с=350 кг/м3) |
60 |
0,19 |
1,5 |
900 |
0,911 |
0,158 |
|
|
А5 |
Без изоляции |
0 |
- |
1,5 |
900 |
3,102 |
0,629 |
|
|
А6 |
Пенополиуретан |
60 |
0,027 |
0,33 |
900 |
0,144 |
0,017 |
|
|
А7 |
Пенополиуретан |
60 |
0,027 |
1,5 |
1800 |
0,167 |
0,007 |
|
|
В1 |
Сухая мин. вата |
60 |
0,055 |
1,5 |
(h//)1 |
0,202 |
0,047 |
|
|
В2 |
Без изоляции |
0 |
- |
1,5 |
(h//)2 |
1,219 |
0,619 |
|
|
С1 |
Без изоляции |
0 |
0,027 |
- |
- |
3818,18 |
0 |
|
|
С2 |
Пенополиуретан |
60 |
0,027 |
- |
- |
5,128 |
0 |
|
|
С3 |
Пенополиуретан |
120 |
0,027 |
- |
- |
3,595 |
0 |
Дополнительные исходные данные: л=50 Вт/(м·0С), дк=3мм, лк=0,28 Вт/(м·0С), S=150 (мм), DHд=766.0 мм
Вывод
Рассчитав коэффициент тепловых потерь К1 можно сделать следующие выводы:
Если взять трубопровод с одинаковой изоляцией, не толщиной изоляции, при равных других условиях, коэффициент тепловых потерь отличается незначительно: чем больше толщина изоляции, тем меньше коэффициент тепловых потерь.
Если сравнивать трубопровод в качестве изоляции, которыми применяются сухая и влажная минеральная вата и при различных коэффициентах теплопроводности можно сделать вывод, что при влажной изоляции и более высоким коэффициентом теплопроводности изоляции коэффициент тепловых потерь намного выше, чем при сухой изоляции.
Глубокая прокладка и теплопроводность грунта так же влияют на коэффициент тепловых потерь и, следовательно, чем выше эти показатели, тем больше коэффициент тепловых потерь.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания. Учет влажности материалов при расчете теплопередачи. Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов. Гидравлический расчет теплопроводов. Методика расчета вентиляции.
курсовая работа [288,6 K], добавлен 22.11.2014Содержание закона Фурье. Расчет коэффициентов теплопроводности для металлов, неметаллов, жидкостей. Причины зависимости теплопроводности от влажности материала и направления теплового потока. Определение коэффициента теплопередачи ограждающей конструкции.
контрольная работа [161,2 K], добавлен 22.01.2012Определение наружного диаметра изоляции стального трубопровода с установленной температурой внешней поверхности, температуры линейного коэффициента теплопередачи от воды к воздуху; потери теплоты с 1 м трубопровода. Анализ пригодности изоляции.
контрольная работа [106,4 K], добавлен 28.03.2010Исследование распределения температуры в стенке и плотности теплового потока. Дифференциальное уравнение теплопроводности в цилиндрической системе координат. Определение максимальных тепловых потерь. Вычисление критического диаметра тепловой изоляции.
презентация [706,5 K], добавлен 15.03.2014Анализ физико-химических свойств теплоизоляционных материалов. Разработка композиционных смесей с минимальным коэффициентом теплопроводности. Влияние пористости вещества на процессы охлаждения. Прессование конструкционных деталей из композиционной смеси.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 20.06.2013Расчёт основных электрических величин трансформатора. Определение диаметра окружности в которую вписана ступенчатая фигура стержня. Выбор конструкции обмоток трансформатора. Расчет обмотки низкого напряжения. Определение потерь короткого замыкания.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 22.05.2012Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Построение температурного графика регулирования тепловой нагрузки на отопление. Расчёт компенсаторов и тепловой изоляции, магистральных теплопроводов двухтрубной водяной сети.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.10.2013Особенности причин появления и расчет на трех участках по длине трубы коэффициента гидравлического трения, потерь давления, потерь напора на трение, местных потерь напора при описании прохождения воды в трубопроводе при условиях турбулентного движения.
задача [250,4 K], добавлен 03.06.2010Определение величин тепловых нагрузок района и годового расхода теплоты. Выбор тепловой мощности источника. Гидравлический расчет тепловой сети, подбор сетевых и подпиточных насосов. Расчет тепловых потерь, паровой сети, компенсаторов и усилий на опоры.
курсовая работа [458,5 K], добавлен 11.07.2012Определение теплотехнических характеристик для теплоносителя. Геометрические характеристики кассеты. Определение ядерных концентраций. Усреднение макросечений поглощения и деления по спектру Максвелла. Расчет коэффициента размножения на быстрых нейтронах.
курсовая работа [413,2 K], добавлен 06.01.2015Расчет затрат тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Определение диаметра трубопровода, числа компенсаторов, потерь напора в местных сопротивлениях, потерь напора по длине трубопровода. Выбор толщины теплоизоляции теплопровода.
контрольная работа [171,4 K], добавлен 25.01.2013Выбор конструкции асинхронного двигателя и его основных размеров. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора. Коэффициенты, необходимые для расчёта воздушного зазора: магнитная проницаемость и напряжение. Расчет параметров машины, потерь и КПД двигателя.
реферат [2,0 M], добавлен 06.09.2012Расчет конструкции асинхронного двигателя, выбор технических параметров рабочего режима. Расчет обмоток статора и ротора магнитной цепи. Определение пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния; тепловой расчет.
курсовая работа [580,0 K], добавлен 06.05.2014Определение понятия тепловой энергии и основных ее потребителей. Виды и особенности функционирования систем теплоснабжения зданий. Расчет тепловых потерь, как первоочередной документ для решения задачи теплоснабжения здания. Теплоизоляционные материалы.
курсовая работа [65,7 K], добавлен 08.03.2011Определение геометрической высоты всасывания насоса. Определение расхода жидкости, потерь напора, показаний дифманометра скоростной трубки. Расчет минимальной толщины стальных стенок трубы, при которой не происходит разрыв в момент гидравлического удара.
курсовая работа [980,8 K], добавлен 02.04.2018Расчет среднесуточной тепловой мощности на горячее водоснабжение. Гидравлический расчет тепловых сетей. Расчет мощности тепловых потерь водяным теплопроводом. Построение температурного графика. Выбор основного и вспомогательного оборудования котельных.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 26.06.2019Особенности поведения тепловыделяющих элементов в переходных режимах. Определение линейных тепловых нагрузок в твэлах. Анализ нейтронно-физических характеристик твэлов. Расчет параметров работоспособности элементов при скачках мощности в реакторе.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 27.06.2016Определение электрических величин трансформатора. Расчет тока 3-х фазного короткого замыкания и механических усилий в обмотках при коротком замыкании, потерь и КПД. Выбор типа конструкции обмоток. Определение размеров магнитной системы. Тепловой расчет.
курсовая работа [292,2 K], добавлен 21.12.2011Определение расхода охладителя для стационарного режима работы системы и расчет температуры поверхностей стенки со стороны газа и жидкости. Расчет линейной плотности теплового потока, сопротивления теплопроводности, характеристик системы теплоотвода.
курсовая работа [235,2 K], добавлен 02.10.2011Разработка алгоритма и программы, реализующей расчет нагрузочных потерь активной мощности и электроэнергии. Использование среднеквадратического тока линии. Учет параметров П-образной схемы замещения. Определение суммарных годовых потерь электроэнергии.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 28.08.2013
