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

позволило разработать такой метод расчета, который учитывает тепловые потоки, проходящие в этих углах (в отличие, например, от известного способа расчета, пред­ ложенного А. Е. Ниточкиным, где эти тепловые потоки не учитываются).

прослойками), при всевозможных размерах их, любом типе профиля, разных ва­ риантах расположения и крепления деревянных брусков обрешетника, а также при разнообразном количестве материалов, входящих в состав конструкции, и различ­ ных значениях их коэффициентов теплопроводности [48—54,60,62]. Предлагаемый зональный метод расчета отличается наибольшей общностью, гибкостью, простотой и дает точность, достаточную для технических расчетов.

Форма и расположение линий теплового потока внутри каждого отдельного класса изоляционных конструкций меняются мало. Поэтому, имея общее представ­ ление о тепловых сетках для всех трех основных классов конструкций, можно зара­ нее предвидеть расположение линий тока в любой новой неисследованной конструк­ ции, и, руководствуясь известными расчетными схемами, распространить на нее

обрешетника, приваренными к профилю набора или к обшивке корпуса, а также некоторых других конструкций.

Тепловые сетки для изоляционных конструкций, состоящих из материалов с близкими коэффициентами теплопроводности. К рас­ сматриваемому классу конструкций относится изоляция днищ (см. рис. 9), палуб и переборок (с гладкой стороны), комингсов, лючин, разнообразных съемных крышек и щитов, дверей охлаждаемых поме­ щений, деревянных изолированных стенок и выгородок в отапливае­ мых помещениях, выносная изоляция (см. рис. 13) и т. д. Отличи­ тельная особенность этих конструкций заключается в том, что они не содержат стальных элементов набора и состоят в основном из теплоизоляционного материала и дерева. Обычно коэффициент тепло­

у которых коэффициенты теплопроводности не очень сильно отли­ чаются один от другого.

Измерительная установка, предназначенная для построения теп­

рые в совокупности и образуют ортогональную тепловую сетку. Тепловые сетки для полной конструкции без набора показаны на рис. 42, 43, для половины симметричной конструкции—на рис. 44, а,

45, а, 48, а, 77, а. На тепловых сетках изотермы изображены штрихо­ выми тонкими линиями, а линии тепловых потоков — сплошными цветными. Над каждой изотермической линией или на оси ординат указано соответствующее значение относительной разности температур

изоляционной конструкции непосредственно методом ЭТА, здесь и ниже даны в подписях под тепловыми сетками.

Анализ тепловых сеток для неоднородных стенок, прорезаемых только деревянными брусками, позволяет сделать следующие вы­ воды.

Область влияния деревянного бруска распространяется от его боковой поверхности в изоляционный материал на расстояние, рав­ ное половине толщины конструкции. Деревянный брус искривляет изотермы и линии тока в значительно меньшей степени, чем стальной профиль набора, прорезающий нормальные и обходные конструкции (см. § 44).

Из тепловых сеток видно, что относительный тепловой поток, проходящий в районе деревянного бруска, равен 0,15—0,40. Этот поток заметно меньше относительных потоков, проходящих в районе стального профиля у конструкций, перекрывающих и обходящих набор.

Тепловые сетки для различных конструкций без набора наиболее

Опираясь на полученные тепловые сетки, можно правильно упро­ стить линии тока и обоснованно разбить конструкцию на расчетные зоны [49].

Конструкции с параллельным расположением брусков, полностью прорезающих изоляцию. Тепловые сетки свидетельствуют о том, что для рассматриваемого класса конструкций наилучшей является раз­ бивка на зоны, показанная на рис. 44, б, 45, б, 46, 48, б, 77, б и др. Зоной называют часть изоляционной конструкции, заключенную между двумя упрощенными граничными линиями тока и параллель­ ную направлению теплового потока. На расчетных схемах зоны тепловых потоков будем обозначать римскими цифрами /, / / , / / / , . .

. . ., п, а упрощенные линии тока, являющиеся одновременно и ли­

ходит из деревянного бруска в изоляционный материал. Поэтому для упрощения расчета можно принимать, что схематизированные гра-

ничные линии тока совпадают с боковыми поверхностями деревянных брусков и сухарей. Из сопоставления расчетных схем распростране­ ния тепла с соответствующими тепловыми сетками видно, что упро­ щенные линии тока оказываются достаточно близкими к действитель­ ным линиям теплового потока.

Для конструкций, у которых наружные и внутренние поверхности равны (FH = FB) и боковые поверхности брусков перпендикулярны к этим поверхностям, упрощенные граничные линии тока (рис. 44, б, 45, б, 48, б) совпадают с линиями раздела зон в известном классиче­ ском способе расчета по зонам, перпендикулярным к наружной об­ шивке. Таким образом, тепловые сетки позволяют заранее предви-

Рис. 46. Разбивка конструкции с параллельными брусками на зоны тепловых потоков

деть, что обычный приближенный расчет по зонам, перпендикуляр­ ным к обшивке, окажется наиболее точным.

Вслучае неравенства внешних поверхностей (Fa Ф FB) изоляция без набора не поддается расчету известным зональным способом. Расчет таких конструкций рассмотрим ниже (см. § 48) на примере изолированной лючины (рис. 77,6 и 78, в).

Визоляции без набора бруски для крепления деревянного на­ стила или зашивки располагают различным образом. На рис. 9, б и 46 изображена обычная простейшая изоляционная конструкция днища рефрижераторного судна. В этой конструкции сплошные дере­

вянные бруски установлены непосредственно на настиле второго дна и лишь в поперечном направлении. Аналогичную конструкцию имеет изоляция палубы и гладкой стороны переборки.

На расстоянии, равном одному шагу брусков s (рис. 46), тепло от стального настила толщиной е проходит через изоляцию толщиной т и деревянную зашивку толщиной б3 двумя параллельными потоками, образующими зоны I и I I . Ширина первой зоны равна ширине дере­ вянного бруска с, второй — расстоянию между брусками s—с.

Для удобства расчета конструкция разбивается на зоны так, чтобы каждая из них состояла только из последовательно соединен­ ных слоев. Тогда коэффициент теплопередачи через отдельную зону