Тепловая изоляция имеет огромное значение в экономике теплоснабжения. Благодаря тепловой изоляции уменьшаются падение температуры теплоносителя и потери тепла при транспортировании.

Расчет тепловой изоляции рассмотрим на примере.

Стальная труба (λ_тр =53 Вт/(м∙⁰ С)) внутренним диаметром d= мм с толщиной стенки δ₁ = ,0мм покрыта слоем изоляции, коэффициент теплопроводности которой λ_из =0,05 Вт/(м∙⁰ С). По трубе протекает вода, температура которой t_ж1 =105⁰ С. Коэффициент теплоотдачи воды к стенке α₁ =2,1∙10^-3 Вт/(м² ∙⁰ С). Снаружи труба омывается свободным потоком воздуха, температура которого t_ж2 =16⁰ С; коэффициент теплоотдачи к воздуху α₂ =10Вт/(м² ∙⁰ С).

Найдем толщину изоляционного материала, обеспечивающую температуру наружной поверхности изоляции 60⁰ С.

Линейная плотность теплового потока через изолированную трубу

.

Линейная плотность теплового потока от изоляции к наружному воздуху

.

Приравниваем правые части этих уравнений и представим решение в виде

где

.

Подставим значения соответствующих величин и получим

.

Для графического решения полученного уравнения зададимся значениями d_из , определим у и ln(d_из /d₂ ), а полученные результаты представим в таблице

dиз	0,035	0,045	0,055	0,065	0,075	0,085	0,095
dиз /d2	3,98	5,62	6,25	7,39	8,52	9,66	10,79
ln(dиз /d2 )	1,38	1,72	1,83	2,00	2,14	2,27	2,38
y	0,9280	0,7217	0,5904	0,4995	0,4328	0,3818	0,3416

Полученные данные наносим на график и получаем значение корня d_из =0,058м, которое удовлетворяет уравнению у= ln(d_из /d₂ ).

Линейная плотность теплового потока через изолированную трубу

Вт/м

Линейная плотность теплового потока неизолированного трубопровода

Вт/м.

Следовательно, у неизолированного трубопровода потери теплоты с 1 м в 6 раза больше, чем у изолированного.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате теплотехнического расчета были приняты конструкции наружных ограждений, которые отвечают современным теплотехническим требованиям. В качестве утеплителя в наружных ограждениях были приняты следующие материалы:

-для наружных стен – плиты мягкие полужесткие и жесткие минераловатные на битумном связующем:

ρ = 200 кг/м³ , δ = 120 мм; R_т = 2,01, (м² ×⁰ С)/Вт

-для подвального перекрытия – полистеролбетонные плиты:

ρ = 300 кг/м³ , δ = 100 мм, R_т = 1,7 (м² ×⁰ С)/Вт

-для чердачного перекрытия – полистеролбетонные плиты:

ρ = 300 кг/м³ , δ = 210 мм, R_т = 3,07 (м² ×⁰ С)/Вт