Формула рассчета толщины изоляции

λ_т — коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

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 [ 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 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:

d_из — искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.d_н — наружный диаметр трубопровода.λ_из — коэффициент теплопроводности изоляционного материала.α_в — коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

Линейная плотность теплового потока

t_н — температура наружной стенки трубопровода.t_из — температура поверхности изоляции.

Температура внутренней стенки изоляции трубопровода

d_в — внутренний диаметр трубопровода.α_г — коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.λ_т — коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

Уравнение теплового баланса

из которого определяется искомый наружный диаметр изоляции трубопровода d_из, 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.

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:

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.

при надземной прокладке на открытом воздухе- средняя за период эксплуатации температура окружающего воздуха, которая принимается:

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.

d_в — внутренний диаметр трубопровода.

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 [ 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 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:

d_из — искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.d_н — наружный диаметр трубопровода.λ_из — коэффициент теплопроводности изоляционного материала.α_в — коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

Линейная плотность теплового потока

t_н — температура наружной стенки трубопровода.t_из — температура поверхности изоляции.

Температура внутренней стенки изоляции трубопровода

d_в — внутренний диаметр трубопровода.α_г — коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.λ_т — коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

Уравнение теплового баланса

из которого определяется искомый наружный диаметр изоляции трубопровода d_из, 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.

• δ — толщина теплоизоляционной конструкции, м;
• qF — величина нормируемого теплового потока, Вт/м2;
• остальные параметры — как в расчетной формуле для цилиндрической поверхности.

Общая информация

Итак, мы решили выполнить утепление лоджии или фасада своими руками и хотим выяснить необходимую толщину утеплителя для дома. На что опираются расчеты?Нам необходимо знать всего два параметра:

1. Коэффициент теплопроводности материала. Он свой для каждого типа теплоизоляции и в общем случае обратно пропорционален его плотности. Собственно функцию утепления выполняет воздух; задача утеплителя – создать множество закрытых ячеек для него, ограничивающих перенос тепла за счет излучения и конвекции.
2. Требования к тепловому сопротивлению стен.

Внимание: этот параметр зависит прежде всего от климатической зоны. При одинаковом утеплении стены потери тепла через нее будут сильно различаться при +5, характерных для зимних месяцев в Крыму, и -50 в Якутии.

Если стены многослойные ( а утепленный фасад именно таким и будет), расчет утепления стен должен учитывать тепловое сопротивление каждого слоя.

• довольно легкий монтаж, не требующий специальных средств защиты;
• он экологически безвредный, не выделяющий токсичных веществ;
• обладает продолжительным сроком службы;
• имеет широкую сферу использования, подходя для применения как внутри помещения, так и снаружи.

Тепловой расчет тепловой сети

Для теплового расчета примем следующие данные:· температура воды в подающем трубопроводе 85 оС;· температура воды в обратном трубопроводе 65 оС;· средняя температура воздуха за отопительный период Республики Молдова +0,6 оС;Рассчитаем потери неизолированных трубопроводов. Приближенное определение тепловых потерь на 1 m неизолированного трубопровода в зависимости от разности температур стенки трубопровода и окружающего воздуха может быть произведен по номограмме. Значение потерь тепла, определенное по номограмме, умножается на поправочные коэффициенты :

где: a — поправочный коэффициент, учитывающий разность температур, а=0,91;b — поправка на излучение, для d=45 mm и d=76 mm b=1,07,а для d=133 mm b=1,08;l — длина трубопровода, m.Тепловые потери 1 m неизолированного трубопровода, определенные по номограмме:для d=133 mm Q_ном=500 W/m; для d=76 mm Q_ном=350 W/m; для d=45 mm Q_ном=250 W/m.Учитывая то, что теплопотери будут как на подающем, так и на обратном трубопроводе, то теплопотери необходимо умножить на 2:На теплопотери опор подвесок и т.п. к теплопотерям самого неизолированного трубопровода добавляется 10%.Нормативные значения среднегодовых тепловых потерь для тепловой сети при надземной прокладке определяются по следующим формулам :где: , — нормативные среднегодовые тепловые потери соответственно подающего и обратного трубопроводов участков надземной прокладки, W;,- нормативные значения удельных тепловых потерь двухтрубных водяных тепловых сетей соответственно подающего и обратного трубопровода для каждого диаметра труб при надземной прокладке, W/m, определяемые по ;l — длина участка тепловой сети, характеризующегося одинаковым диаметром трубопроводов и типом прокладки, m;— коэффициент местных тепловых потерь, учитывающий тепловые потери арматуры, опор и компенсаторов. Значение коэффициента в соответствии с принимается для надземной прокладки 1,25.Расчет теплопотерь изолированных водяных трубопроводов сведен в таблицу 3.4.Таблица 3.4 — Расчет теплопотерь изолированных водяных трубопроводов