Файл: Нестеров Ю.Ф. Теория и расчет судовой тепловой изоляции.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 200
Скачиваний: 6
I
-П Ш
ш
Рис 51. Крепление плит к корпусу судна (между |
элементами |
набора) и между собой клеящими веществами: а — укладка |
||
плит в один ряд; б — укладка в несколько рядов с перевязыванием |
поперечных |
швов; в — укладка в несколько рядов с. перевя- |
||
зыванием |
продольных |
и |
поперечных |
швов |
нен склеивающим веществом. Тогда влияние шпаклевки можно не учитывать.
В настоящее время клеевая прослойка имеет толщину между
рядами плит |
с = 1,0—1,5 мм, |
на |
стыках плит |
Ь = |
1,5—2,0 мм. |
||||
Эквивалентный |
коэффициент |
теплопроводности сильно |
зависит |
||||||
от характера |
перекрытия |
швов. |
|
|
|
|
|
||
Укладка |
плит |
в один |
ряд (без перевязки швов) |
применяется |
|||||
в отапливаемых помещениях |
(рис. 51, а). В зоне |
/ тепловой |
поток, |
||||||
проходящий через |
плиту, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
qn = |
L B |
е |
ккал/ч • °С, |
|
|
|
|
^-и ^~
где L , В и б — длина, ширина и толщина плиты соответственно, м. Тепловой поток зоны / / , проникающий через продольный и
поперечный швы,
_K(L |
+ B + b)b |
Ч ш ~ |
б + с |
Тепловая проводимость изоляционного и клеевого материалов
*=( іЛнм-») K K a ^ ° c -
Эквивалентный коэффициент теплопроводности, учитывающий влияние склеивающего вещества,
Я,и .э = (б + с) k ккал/м• ч• °С.
На рис. 51, б показано расположение плит на стальной обшивке между набором. Плиты уложены в несколько рядов. Так как шпация (s = 0,5-f-0,9 м) ненамного превосходит ширину плит (В = 0,5-н 0,6 м), швы перевязывают только в одном направлении (поперечном). Продольные швы не перекрывают. Такую укладку иногда приме няют в рефрижераторных трюмах.
Если изоляционный слой содержит более одного ряда плит и швы перевязываются, в периодически повторяющийся расчетный объем необходимо включить два ряда плит и две прослойки из клее вого материала.
Тепловой поток, |
проникающий |
через |
плиты в |
двух зонах /, |
|
|
_ |
(L-b)B |
|
|
|
|
|
-26 + |
' |
|
|
Через продольный шов (зону |
/ / ) , расположенный |
по длине плит, |
|||
проходит тепловой |
поток |
|
|
|
|
|
_ |
K(L |
+ b)b |
|
|
|
4mL — |
28 +2с |
• |
|
|
Зоны /77 образуют поперечные швы, расположенные по ширине
плит. Тепловой поток, проникающий |
через две зоны / / / , |
|
— |
2 В |
Ь |
Яшв— |
б + 2с • |
Тепловая проводимость периодически повторяющегося участка
|
|
k |
= |
Яп + |
ЯшЬ |
+ |
ЯшВ |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
(L |
+ |
b)(B |
+ b) |
|
|
|
||
Эквивалентный коэффициент теплопроводности, отнесенный к сум |
||||||||||||
марной толщине плит и клеевых |
прослоек, |
|
|
|
||||||||
|
|
К.э |
= |
2ф |
+ с)к |
|
|
|
(128) |
|||
На рис. 51, в изображена укладка плит в несколько слоев с пере |
||||||||||||
крытием как поперечных, так и продольных швов. |
|
|
||||||||||
Через плиты четырех зон I проникает тепловой поток |
|
|||||||||||
|
|
|
_ |
|
{ L - b ) ( B - b ) |
|
|
|
||||
Зоны / / составляют продольные |
и поперечные |
швы двух |
рядов |
|||||||||
плит. Тепловой поток через зоны I I |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
_ |
2(L |
+ B — |
b)b |
|
|
|
|||
|
|
q m |
~ |
|
6 |
6 + 2 с |
• |
|
|
|
||
Тепловой поток, проникающий через скрещение продольных и |
||||||||||||
поперечных швов двух рядов |
плит (т. е. через две зоны / / / ) , |
|
||||||||||
|
|
|
|
_ |
|
ХК2Ь* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 с — |
2 с + 2 6 |
' |
|
|
|
|
|||
Тепловая |
проводимость |
расчетного |
объема |
|
|
|
||||||
|
|
и _ |
|
Яп + |
Яш + |
Яс |
|
|
|
|
||
В рассматриваемом случае эквивалентный коэффициент тепло |
||||||||||||
проводности к'а. э следует вычислять по формуле (128). |
|
|||||||||||
Зональный |
метод |
расчета |
|
несколько |
занижает |
величину |
%'„. э . |
|||||
Поэтому окончательное расчетное значение К„ э , |
наиболее близкое |
|||||||||||
к истинному, |
следует |
вычислять |
по выражению |
[50]: |
|
|||||||
V 3 |
= C ( |
i + { ^ |
) |
^ , |
( |
i |
+ о.ооззз £ ) . |
|
||||
Так необходимо учитывать влияние склеивающих веществ для каждой конкретной конструкции при точных расчетах.
Сравнительные расчеты показывают, что клеящие вещества увели чивают коэффициент теплопроводности плиточного материала на 3—15%. Поэтому при ориентировочных расчетах их влияние можно оценивать просто процентной надбавкой [см. выражение (20)], т. е. приблизительное значение эквивалентного коэффициента теплопро водности Яи э = ВКЛ ЯИ = (1,03 -н 1,15) Яи , где В к л — поправочный коэффициент, учитывающий влияние клеевого материала на коэф фициент теплопроводности (Вк л = 1,03-М,15).
Влияние склеивающих веществ тем больше, чем больше толщина швов и прослоек из клеевого материала (Ь, с) и его коэффициент теплопроводности (лк ) и чем меньше размеры изоляционных плит (L, В, б) и их коэффициент теплопроводности (Яи). При равных усло виях (т. е. при одних и тех же размерах плит, швов и т. д.) отноше
ние Яи Э /Яи = |
р к л будет |
меньше, |
если |
швы |
перевязывают |
в |
двух |
||
направлениях |
(рис. 51, |
в), и больше, |
если |
плиты наклеивают |
без |
||||
перевязывания швов |
(рис. 51, |
а). |
Для случая перекрытия |
швов |
|||||
в одном направлении (рис. 51, |
б) отношение Хи.Э Д И имеет промежу |
||||||||
точное значение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При выполнении изолировочных работ необходимо уменьшать |
|||||||||
щели между плитами путем тщательной |
пригонки этих плит. |
|
|||||||
|
|
|
|
§ 44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тепловые сетки для изоляционных |
|||||
|
|
|
|
конструкций, |
перекрывающих |
|
|||
|
|
|
|
и обходящих набор, и основы |
|
||||
|
|
|
|
расчета их по зонам тепловых |
|
||||
|
|
|
|
потоков |
|
|
|
|
|
Тепловые |
сетки. |
На |
рис. |
52, а—55, а |
представлены |
тепловые |
|||
сетки для нормальных изоляционных конструкций, не прорезаемых брусками обрешетника. Применяемые способы расположения брус ков обрешетника показаны на рис. 10; тепловые сетки для отдельных типовых участков этих конструкций изображены на рис. 56, а, 57, а, 65, а, 66, а. Тепловые сетки для полной обходной конструкции приведены на рис. 61, а, для половины симметричной конструкции —
на |
рис. 58, а — 60, |
а, |
для конструкций, прорезаемых брусками, — |
|
на |
рис. |
62, а, 63, |
а, |
73, а. |
|
Анализ тепловых сеток для конструкций, перекрывающих и обхо |
|||
дящих набор, позволяет сделать следующие выводы. |
||||
|
Вдали |
от профиля |
набора изотермы располагаются параллельно |
|
поверхностям, ограничивающим конструкцию, и практически сов падают с изотермами соответствующей плоской многослойной стенки. По мере приближения к профилю изотермы изгибаются и смещаются в сторону внутренней поверхности конструкции. Область влияния стального профиля распространяется на расстояние s = (2 ч - 4) h, причем стенка профиля располагается посередине этого расстояния. За пределами указанного расстояния изотермические линии и линии
тепловых потоков становятся |
прямолинейными |
(неискаженными). |
По тепловым сеткам легко |
прочесть, что через |
профиль набора |
проникает наибольшая доля количества тепла, проходящего через всю конструкцию, — от 0,50 до 0,85.
Температура в теле стального профиля заметно падает. Относи
тельная разность |
между средней температурой |
тела |
профиля |
(^п) |
||
и температурой внутренней поверхности (/в ) равна |
Тп |
= |
[п~~ів |
= |
||
= 0,95^-0,85 для |
нормальных конструкций и |
Тп |
= |
0,9 |
-н0,7 |
для |
*) |
і . |
Ik |
s/2 |
|
|
|
Kb |
|
|
3 |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
Ыг |
уь=ъв1\~% |
уъ |
|
|
|
Ж |
|
її |
і |
|
Л\ |
ш |
||
|
|
J; |
|
v |
Bp 0,0 0,7 0,8 0,9 7 |
шш№,V-'.; |
|
|
|
Рис. 52. Нормальная изоляционная конструкция с тавровым профилем: а — тепловая сетка; б — расположение упро щенных граничных линий тока и разбивка на зоны.
Из опыта Ф = 4,25, |
4=0,35 4 ккал/м2-ч-°С, |
Г п = |
0,94, ft&/*ft |
& |
= |
1,2, |
bjxb |
= 1,8 |
пр и ft = 200, |
s = |
600, |
т |
= |
260, |
й = 141, б , = 40, |
/ = |
9, t = 11, е = 9 м , S = |
3, М п |
= 1,366, |
В |
= |
0,705, |
А,и = |
0,05 |
ккал/м-ч-°С, |
Х Д |
Д И = |
3 |
и |
Л С Д И |
= |
00
СП
Рис. 53. Конструкция, перекрывающая |
полосовой |
набор: |
а — тепловая |
сетка; |
б — схема |
прохождения |
тепла. |
||||||||||||
И з опыта Ф |
= 3,15, |
k = 0,262 ккал/м2-ч-°С, |
Тп |
= |
0,93, |
h/xh |
= 1,6 |
при h = |
200, |
s = 6 0 0 , m = |
260, |
b = |
9, |
б 3 |
= |
40, / = |
9, e = 9 « |
||
( о б о з |
н а ч е н и я |
р а з м е р о в см . на рис . 52), |
S |
= |
3, Мп |
= |
1,366, |
В |
= F, Хи |
= |
0,05 |
ккал/м-ч-°С, |
* , Д Д И |
= |
3 |
и |
= |
1059 |
|
обходных конструкций. В качестве средней температуры тела про филя t„ можно брать температуру в месте стыка стенки профиля с его полкой. Сравнивая тепловые сетки для рассматриваемых классов конструкций, легко увидеть, что падение температуры в теле про-
Рис. |
54. |
Изоляционная |
конструкция, |
перекрывающая |
неравнобокий |
угольник: |
|||||||||||||||||
а — тепловая сетка |
для участка, показанного |
в сечении |
II—// |
на рис. 10, |
дне; |
||||||||||||||||||
б —• расположение |
упрощенных граничных |
линий тока, |
разбивающих |
|
конструкцию |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
на |
зоны. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Из |
опыта Ф |
= |
3,93, |
k= |
0,328 ккал/м2-ч-°С, |
|
7"п |
= |
0,93, |
h/xh |
= |
1,6, hb/xh |
b |
= |
1,2, |
bjxb |
= |
||||||
= |
1.9, |
Pg = |
|
1 пр и h = |
200, |
s = 600, |
m |
= |
260, |
b |
= 75, |
6 g = |
|
40, |
f = |
9, 't |
= |
11, e = 9 |
мм, |
||||
|
S — 3, Mn |
= 1,366, |
В = |
0,375, Хи |
= |
0,05 |
ккал/м-ч-°С, |
|
X / \ |
= |
3 |
и |
%JXa |
= |
1192 |
||||||||
филя (1 — Тп) у изоляции, обходящей набор, приблизительно в два раза больше, чем у конструкций, перекрывающих набор.
В судовых изоляционных конструкциях наиболее слабое темпе ратурное поле (т. е. наименьшие градиенты температур) и наимень-
