Файл: Нестеров Ю.Ф. Теория и расчет судовой тепловой изоляции.pdf

ел

a) J-

11; і

Ufcfc

III

Ш

17 .

6).

l l

г) 11 і

, Ш-Ш

6)

11-11

-c

(

"

-'1

1

L - 7''7- *

Ш

Ь І І ,

1Ml «D

б и в — характерные сечения нормальной изоляции

поперечного

набора; гид — характерные сечения обходной изо­

ляции

продольного

набора

(ширина

первого

типового участка,

занятого изоляционным материалом)

sH =

— 550 мм; ширина

перпендикулярных

брусков (ширина второго типового участка,

содержащего деревянный брусок)

=

75 мм. Площадь характерного участка

ACDG

определяется размерами s(s H - | -- s) .

Для

нормальной конструкции толщина изоляционного слоя над полкой бимса /

деревянной

зашивки

б 3

= 36

мм;

коэффициент

теплопроводности

изоляционного

материала Л и --- 0,05

ккал/м-

ч-°С; А,д -

Х3

— 0,15

ккал/м-ч-°С.

сопротив­

По формуле (81) находим толщину

изоляционного слоя, термическое

ление которого эквивалентно

сопротивлению деревянной

зашивки

(рис. 41,6):

бэ . з =

К _

36

0,05

=

12 мм.

б я

=

п ' .

Эквивалентная

толщина

изоляции для двух

слоев

дерева в

продольном сечении

/ / — / /

(рис. 41, в)

б э 2

=

( б б

+

б 3 ) j±

= (60 +

36)

=

32

мм.

Зная эквивалентные толщины, вычисляем приведенные

толщины

изоляционных

слоев (§ 22):

для

сечения

/ — / , между

брусками,

тт

= т -4- бэ . з =

240 -[- 12 =

252 мм;

Ini =

I - I - ft,, з = 60 +

12 = 72 мм;

для

сечения

/ / — / / ,

вдоль

поперечного

бруска,

т П

2 = h+ б э 2

=

180 f

32 =

212 мм;

'п2 = $Э2 = 3 2

мм.

По

линейным

размерам

нормальной

изоляционной

конструкции

вычисляем

ее относительные

размеры (с точностью до двух десятичных знаков):

252

L n l =

= ^

72

° ' 4 0 ;

М п і

= п г = т = 1 - 4 0 ;

1

h

= ^ =

h

180

~

~

180

М п 2

212

L n t = M n t

-

32

= ^ - - ^ = Ы 8 ;

~~

h

"

180

h

~" 180

s

= 600 =

3,33;

S0

— S — В

3,33 — 0,23 =

3,10.

и

180

С полученными относительными размерами входим в диаграммы для нормальной

изоляции,

изображенные на рис. 30 и 31, и непосредственно

с диаграмм снимаем

значения добавочных и поправочных критериев формы

для участков, выделяемых

сечениями

/ — /

и / / — / / :

АФ / М

В

1

= 1,36

при М п

1 = 1,40 и В =

0,23

(см. рис. 30);

Д Л Ф 5 1

=

—0,03 при 5 0

=

3,Ю и L n l

=

0,40

(см. рис. 31);

АФМ

В

2

= 2,62

при Л * п 2 = 1 , 1 8

и В — 0,23

(см. рис. 30);

Л Д Ф 5 2

=

— 0,05

при S0

= 3,10 и L n 2

=

0,18

(см. рис. 31).

Добавочные критерии формы для нормальной

изоляции

определяем по формуле

(113):

для

первого

типового

участка (в сечении / — / )

ДФХ = АФМі

В 1

+

Д Д Ф 5 1

=

1,36 +

(— 0,03) =

1,33;

для

второго

типового

участка (в сечении

/ / — / / )

Д Ф 2 = ДФМ _ т

+

Д Д Ф 5 2

=

2,62 +

(— 0,05) =

2,57.

По уравнению (95) находим критерии формы плоских

многослойных стенок,

соответствующих

различным

участкам

изоляции

поперечного

набора:

для

первого

участка

S

3,33

Ф »1 =

Ж,7 =

Г 4 0 = 2 ' 3 8

;

для

второго

участка

S

_

3,33

_

Ф ° 2 - Ж ^ " Т Ж ~ 2 ' 8 3 -

Общий критерий формы

[см. формулу (96)] для

первого участка изоляции

бимса

Ф і ~= Ф и +

ДФі = 2,38 +

1,33 =

3,71;

для

второго

участка

Ф 2 =

Ф<>2 +

Д Ф 2 =

2,83

+

2,57

=

5,40.

к1=-^-Ф1=

°'gQQ

3,71 =

0,309

ккал/м*-ч.°С;

( ; , = - ^ Ф . =

0,600

5,40 =

0,450

ккал/м*-ч-°С.

*

s

И наконец,

по выражению

(100) или (108) определяем среднее значение коэффи­

циента

теплопередачи

всей изоляции поперечного набора:

М и + У д

0,309-0,550 +

0,450-0,075

о г

k

=

s '

, s

-

=

0,550

+

0,075

= ° ' 3 2 7 ™ ^ . 4 - ° C .

И I

д

Пример

2.

Требуется определить

коэффициент теплопередачи изоляции, обхо­

и д, а также рис. 27, а и к).

тавровые балки с высотой стенки h' =

Продольный набор

представляет собой

= 300 мм и шириной

полки Ь' = 130 мм.

Толщина основной изоляции такая же,

Характерный участок для изоляции, обходящей продольный

набор, выделяется

линиями AHIG (см. рис. 41, а). Расчетное расстояние

между

карлингсами

s' =

= 2180 мм; расстояние между сухарями для крепления

зашивки, обходящей

набор

sfl — 70 мм (первый

и второй типовые участки относятся

к изоляции

поперечного

набора,

т. е. бимсов — см. пример 1). Площадь

периодически повторяющегося

участка

AHIG определяется

размерами

s ' ( s H + s f l ) .

Толщина изоляционного слоя, покрывающего кромку полки, п = 50 мм;

толщина изоляции поверх полки карлингса /' =

б с = 50

мм (где 6С

— толщина

сухаря). Толщина деревянной зашивки принимается всюду

одинаковой

(т. е. такой

же, как для изоляции поперечного набора

в примере 1): б 3

= 36 мм. Коэффициент

Я,и = 0,05 ккал/м-ч-°С;

\ а =

К3 = 0,15

ккал/м-ч-°С.

ние, что и два слоя дерева

в поперечном

сечении

IV—IV

(см. рис. 41, д),

бэ4 =

(6с

+ 6 3 )

^

= (50 +

36) ^

=

28,7

мм.

Приведенные толщины изоляции в сечениях

/ / / — / / /

и

IV—IV

т'а

= тп1 = т +

6Э

3

= 240 - j -

12 = 252 мм;

n'n — n +

б э

3 =

50 +

12 = 62 мм;

для

сечения

/ / / — / / /

между

сухарями

1пЪ

=

/' +

бэ_ з =

50 +

12 =

62 мм;

в сечении IV—IV,

проведенном

по сухарю,

'п4 =

^э4 =

2

8 . 7

м

м

-

Определяем

относительные

размеры

обходной

изоляционной

конструкции

(с

точностью

до двух

десятичных

знаков):

. . .

т'п

252

° M ;

. . .

« п

=

62

П 0

1

Mn = -W =

m

=

^ "

=

" ^

300 =

0.21;

С з

6 2 _ 0 2

1 .

ґ

-1п4

28,7

П

1 .

р

Ь'

130

. . .

L n3 = i

^ = 3 0 o ^

' 2 1 '

п

4

~

^

=

300 = 0

Л 0

;

В = 1 Г = =

3 0 б =

0

' 4 3

;

5'

=

- | г =

^

=

7,27;

S'Q

=

S'

— (в'

+ 2N'n)

=

7,27 — (0,43 + 2-0,21) =

6,42.

Затем по относительным размерам непосредственно с диаграмм для обходной

изоляции (рис. 32—36) снимаем значения добавочных

и

поправочных

критериев

формы

для участков, выделяемых сечениями

/ / / — / / / и

IV—IV:

Аф'м

в

=

2,28

при

М^ =

0,84

и В'

=

0,43

(см. рис. 32);

Д Д Ф ^ =

1,13 при N'R

=

0,21

и

М'п

=

0,84

(см. рис. 34);

Д Д Ф 5

=

0

при

So =

6,42

и М ^ =

0,84 (см. рис. 36);

ДДФ^з

=

0,78

при L ' n 3

=

0,21

и й ' =

0,43

(см. рис. 35);

ДДФ^ 4

=2,4 9

при 1^4 =

0,10

и В'

=

0,43

(см. рис. 35).

Добавочные критерии формы для изоляции, обходящей набор, определяем по

выражению

(114):

для третьего типового участка, выделяемого

сечением

/ / / — / / / ,

Д Ф з = Д Ф ^ _ в

+ Д Д Ф ^ +

ДДФ^ 3

+

ДДФ$ =

2,28 + 1,13 + 0,78 +

0 = 4,19;

для четвертого типового участка, показанного в сечении

IV—IV,

ДФ4 = ДФ^_в

+

ДДФ^, +

Д Д Ф 2 4

+ ДДФ5 =

2,28 +

1,13 + 2,49 +

0 =

5,90.

Критерий формы для плоской многослойной

стенки, соответствующей

основной

изоляционной

конструкции продольного

набора,

вычисляем

по равенству

(95):

Ф(1

=

м

Г" =

?ГК7 =

8.6°.

0

п

0,84

11

Ю . Ф . Н е с т е р о в

16!

к' =

Ь^ф'~

0

° ' ^

12,85= 0,295

ккал/м2-ч-°С;

s

2,180

kA=

К ^

_

0,05

0,334

ккал/м2-ч-°С.

Ф 4

=

^ 4 ^ - 14,56 =

2,180

Окончательно средний коэффициент теплопередачи изоляции продольного набора

в целом

[см. выражение

(109)]

У

и + У д

0,295-0,530 + 0,334.0,070

0 Q Q

0 _

А' =

:

— =

п и

п

. п П 7 Г

,

= 0,299 ккал

м2-ч-°С.

sa -\- sR

0,530 -f- 0,070

Пример 3. Определить поправочные коэффициенты (Зб. пользуясь данными

примеров

1 и 2.

Для нормальной изоляции коэффициент, учитывающий относительное увеличе­

ние

коэффициента теплопередачи

k1

вследствие влияния

брусков

[см. соотноше­

ние

(102)],

о

k

0,327

р б = ^ г = е т = 1 ' 0 6 -

В случае обходной изоляции коэффициент, оценивающий влияние деревянных

поперечных

сухарей на коэффициент

теплопередачи й 3 , получается

равным

.

k'

0,299

Р б = ^

= - б ^ 9 5 - = = 1 ' 0 1 -

Таким образом, бруски и сухари, расположенные поперек набора, совсем незна­

чительно

увеличивают

k1

и /г3 .

Пример

4.

Рассчитать

по

диаграммам

изоляцию

пересекающегося набора

с поперечными

брусками

обрешетника

и сухарями,

изображенную

на рис. 41, а

Исходные величины для расчета взять

из примеров 1 и 2.

По уравнению (110) вычисляем коэффициент

теплопередачи соответствующей

плоской многослойной

стенки

k0

= - * 2 L = - 5 ^ -

= 0,198

ккал/м2-ч°С.

п

Ak' = k' — k0 = 0,299 — 0,198 = 0,101

ккал/м2-ч-°С.

kcp = k + Ak' = 0,327 + 0,101 = 0,428

ккал/м2-ч-°С.