Влияние увлажнения изоляции и грунта на тепловые потери подземных теплотрасс
Причины отклонения от проектных режимов работы теплосетей. Оценка влияния объемной влажности грунта на тепловые потоки в зоне подземных бесканальных теплопроводов. Характерные дефекты работы подземных теплотрасс. Свойства теплоизоляцинных материалов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.02.2017 |
| Размер файла | 614,1 K |
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
Ростовский государственный строительный университет
Влияние увлажнения изоляции и грунта на тепловые потери подземных теплотрасс
Д.т.н. В.В.Иванов,
к.т.н. Н.В.Букаров,
инженер В. В. Василенко
Действующие тепловые сети не удовлетворяют современным требованиям надежности и долговечности ни по качеству строительных конструкций теплопроводов, ни по теплофизическим показателям, т. е. не обеспечивают нормативных значений потерь теплоты.
На практике часто встречаются случаи непозволительно высоких потерь теплоты, увеличенных по сравнению с нормативными в 2-4 раза.
Основными причинами отклонения от проектных режимов работы теплосетей являются увлажнение изоляции и грунта из-за нарушения целостности строительной и изоляционной конструкций теплопроводов, быстрое старение и разрушение практически всех применяемых видов теплоизоляционных материалов.
В канальных прокладках коррозия труб обусловлена большой водопроницаемостью железобетонных элементов канала из-за недостаточной заделки стыков стенок и перекрытий.
Поэтому тепловая изоляция постепенно увлажняется, теряет свои теплоизоляционные свойства и разрушается.
При этом срок службы теплопроводов оказывается в два-три раза короче срока службы стенок канала.
В бесканальных прокладках имеет место непосредственный контакт изоляционного слоя с влажным грунтом.
В связи с этим представляет интерес оценить влияние объемной влажности грунта и изоляции на тепловые потоки в зоне подземных канальных и бесканальных теплопроводов.
Поскольку процессы теплопереноса в этих условиях характеризуются многими переменными, их детальное параметрическое исследование весьма затруднено, и поэтому ниже представлен лишь ряд типичных частных случаев. подземный бесканальный теплопровод грунт
Определение величин линейных тепловых потерь ql, Вт/м, производилось на основе расчетных схем, описанных в работах [1,2].
Зависимость коэффициентов теплопроводности грунта (суглинок) и тепловой изоляции от объемной влажности принимались по данным работы [З].
Для удобства анализа все графики характеризуются следующими одинаковыми исходными данными: диаметры теплопроводов - 0,3 м; глубина заложения -1,5 м; толщина слоя изоляции - 0,06 м; толщина покровного слоя - 0,005 м.
Температура наружного воздуха, а также температура в подающем и обратном трубопроводах соответственно равны: -1,1; 88; 38 ОС.
На рис. 1 показаны величины тепловых потерь канальной прокладки в зависимости от объемной влажности изоляции Wи и грунта Wг. Материал изоляции - минеральная вата; размеры канала в свету - 2,0 х 1,0 м, при толщине стенок канала - 0,1 м. Коэффициент теплопроводности стенок канала -1,0 Вт/(м . К).
Рис. 2 характеризует величины тепловых потерь при различных режимах работы канальной прокладки с одновременным увлажнением грунта от 0 до 30%. Здесь приведены следующие случаи: нормальный (проектный) режим работы (кривая 1); отсутствие изоляции на обратном трубопроводе (кривая 2); отсутствие изоляции на подающем трубопроводе (3); отсутствие изоляции на обоих трубопроводах (4); затопление канала из обратного трубопровода (5).
Из графиков следует, что увеличение объемной влажности грунта Wг от 0 до 50% при Wи =0% вызывает рост тепловых потерь в 1,83, при Wи = 15% - в 2,08, при Wи = 30% -в 2,16 раз.
При проведении численных экспериментов в вариантах затопления канала сетевой водой величина коэффициента теплоотдачи от покровного слоя к воде и от воды к стенке канала принималась равной 100 Вт/(м2. К).
Анализ полученных кривых показывает, что рост тепловых потерь для разных режимов работы теплотрассы по отношению к проектному при увеличении Wг от 0 до 30 % находился в пределах: 1,48 - 1,52; 1,98 - 2,03; 3,75 - 4,14 раз при отсутствии изоляции соответственно на обратном, подающем и обоих трубопроводах.
Затопление же канала сетевой водой из обратного трубопровода увеличивало тепловые потери в 5,30-5,86 раз.
Рис. 3 и 4 относятся к бесканальной прокладке с расстоянием между осями труб - 0,7 м.
Показанные на рис. 3 кривые позволяют судить о том, как меняется величина тепловых потерь в зависимости от изменения одновременно объемной влажности грунта (0 s Wг s 30%) и теплоизоляционного слоя Wи. Материал тепловой изоляции - пенополиуретан.
Из приведенных кривых видно, что повышение Wг от 0 до 30 % при Wи = 4 % влечет за собой увеличение тепловых потерь в 2,24; при Wи = = 8 % - в 2,52; при Wи = 12 % - в 2,56 раз.
Варианты, представленные на графиках рис. 4, относятся к предельному случаю Wи = = 0%. Расчеты показывают, что повышение объемной влажности грунта Wг от 0 до 30 % влечет за собой увеличение тепловых потерь для обратного теплопровода (кривая 1) в 3,00, для подающего (кривая 2) в 1,85 раз. Увеличение суммарных тепловых потерь (кривая 3) при этом составило 202%.
Таким образом, полученные численные данные могут быть использованы при оценке влияния объемной влажности грунта и изоляции, а также характерных режимов и дефектов работы подземных теплотрасс на величину тепловых потерь.
ЛИТЕРАТУРА
1.Иванов В.В., Вершинин Л.Б. Распределение температур и тепловых потоков в зоне прокладки теплотрасс // Вторая Российская национальная конференция по теплообмену. Теплопроводность, теплоизоляция. - М., 1998. Т. 7. с. 103-105.
Иванов В.В., Шкребко С. В. Моделирование тепловых процессов подземных бесканальных теплотрасс // Тамже, -С. 106-108.
Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М.: Физматгиз, 1962.-456 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История развития и деятельности РУП "Витебскэнерго". Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы. Вопросы трудового законодательства. Влияние различных факторов на тепловые потери в тепловых сетях. Предотвращение коррозии теплосетей.
отчет по практике [37,8 K], добавлен 12.03.2011Тепловые сети, их характеристика. Потери тепловой энергии при транспортировке к потребителю. Источники потерь, сложность их выявления. Существующие трубопроводы теплосетей. Теплоизоляционные материалы.
реферат [35,3 K], добавлен 24.07.2007Мировая практика строительства и эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ) в отложениях каменной соли и их преимущество. Интегрированная оценка воздействия на литосферу и разработка комплекса мер по обеспечению геоэкологической безопасности хранилища.
реферат [1,3 M], добавлен 12.11.2012Размещение инженерных подземных сетей. Подсчет объемов земляных работ. Устройство приямков для монтажа канализации. Присыпка, подбивка и засыпка труб грунтом. Составление технологической схемы потока. Расчет отвала грунта. Комплектование состава отряда.
курсовая работа [425,7 K], добавлен 07.11.2014Электрическая станция. Тепловые установки. Тепловые конденсационные электростанции. Теплоэлектроцентраль и ее особенности. Преимущества тепловых станций по сравнению с другими типами станций. Особенности принципов работы, преимущества и недостатки.
реферат [250,8 K], добавлен 23.12.2008Тепловые явления в молекулярной физике. Силы взаимодействия молекул, их масса и размер. Причина броуновского движения частицы. Давление идеального газа. Понятие теплового равновесия. Идеальная газовая шкала температур. Тепловые двигатели и охрана природы.
конспект урока [81,2 K], добавлен 14.11.2010Классификация и происхождение подземных термальных вод, типы их месторождений и перспективы использования. Особенности работы различных видов геотермальных станций, экономическое обоснование их деятельности. Состояние геотермальной энергетики в России.
презентация [1,8 M], добавлен 23.12.2013Физико-географическое описание района, города Карталы. Геологическое строение и районирование. Уровни подземных вод. Физико-механические свойства грунтов, прочностные и деформационные характеристики. Основные причины возникновения и развития подтопления.
отчет по практике [7,3 M], добавлен 13.10.2015Электрические, тепловые, влажностные и химические свойства диэлектриков. Поляризация мгновенная и протекающая замедленно. Дипольно-релаксационная поляризации. Общее понятие о доменах, сопротивление изоляции. Классификация диэлектриков по виду поляризации.
презентация [964,7 K], добавлен 28.07.2013Электрическая изоляция, ее контроль. Виды заземления в зависимости от назначения. Процесс растекания электрического тока в грунте. Напряжения прикосновения и шага. Измерения сопротивлений изоляции, заземляющих устройств и удельного сопротивления грунта.
контрольная работа [461,3 K], добавлен 30.10.2011Тепловые нагрузки на отопление зданий. Гидравлический расчет и прокладка трубопроводов сетей для теплоснабжения микрорайона города с определенной температурой наружного воздуха. Компенсатор с гладким отводом. Нагрузки на подвижные и неподвижные опоры.
курсовая работа [120,6 K], добавлен 19.12.2010Анализ существующей системы энергетики Санкт-Петербурга. Тепловые сети. Сравнительный анализ вариантов развития системы теплоснабжения. Обоснование способов прокладки теплопроводов. Выбор оборудования и строительных конструкций системы теплоснабжения.
дипломная работа [476,5 K], добавлен 12.11.2014Статистика коррозионных отказов в Западной Сибири. Основные теории, описывающие природу возникновения склонности материалов к коррозионному растрескиванию. Основные механизмы образования стресскоррозионных трещин, водородного охрупчивания стали.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 13.06.2016Общие сведения о полупроводниках. Методы очистки и переплавки полупроводниковых материалов. Металлургия германия и кремния. Применение полупроводников. Тепловые сопротивления. Фотосопротивления. Термоэлементы. Холодильники и нагреватели.
реферат [26,8 K], добавлен 25.06.2004Изобретение первой паровой машины. Характеристика, строение, принципы работы двигателя внутреннего сгорания, двигателя Стирлинга, электродвигателя, пневмодвигателя, их классификации. Влияние выбросов двигателей на окружающую среду, загрязнение атмосферы.
презентация [997,8 K], добавлен 18.03.2011Понятие и основные черты конденсированного состояния вещества, характерные процессы. Кристаллические и аморфные тела. Сущность и особенности анизотропии кристаллов. Отличительные черты поликристаллов и полимеров. Тепловые свойства и структура кристаллов.
курс лекций [950,2 K], добавлен 21.02.2009Принципиальные тепловые схемы электростанции, способы ее расширения, схема питательных трубопроводов. Расчет тепловой схемы теплофикационного энергоблока. Схемы включения питательных насосов и приводных турбин. Расчет напора питательного насоса.
презентация [13,1 M], добавлен 08.02.2014Тепловые насосы, работающие от воздушного источника, принцип их действия. Принципиальная схема работы. Организация работы отопительной системы. Рынок воздушных тепловых насосов в странах Северной Европы. Повышение энергоэффективности воздушных насосов.
курсовая работа [719,1 K], добавлен 01.06.2015Природа, достоинства и недостатки геотермальной энергии. Изучение способов ее получения. Повышение эффективности преобразования энергии геотермальных вод в электроэнергию. Использование естественного выхода пара из подземных резервуаров и источников.
реферат [344,9 K], добавлен 14.01.2015Понятие и устройство, типы теплообменных аппаратов, их назначение и факторы, влияющие на эффективность работы. Виды промышленных теплоносителей, схема движения и разность температур. Газоплотность игольчатых рекуператоров, их тепловые показатели.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 01.06.2016
