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: 141
Скачиваний: 6
через стенку, изолированную с двух сторон,
К = - { |
' ! |
(16) |
где kt и k2 — частные коэффициенты теплопередачи для каждой отдельной стороны металлической стенки.
Полный коэффициент теплопередачи через изоляцию гладкой сто роны промежуточной стенки
ь— 1
^nl — j [ '
здесь а х — коэффициент теплоотдачи для той же стороны стенки. Полный коэффициент теплопередачи со стороны изолированного
судового набора
1
&п2 :
где а 2 — коэффициент теплоотдачи с этой же стороны стенки. Общий полный коэффициент теплопередачи
к |
_ |
1 |
1 |
|
|
J _ J _ J _ |
1 , 1 , 1 ' |
|
|
^П2 |
К |
§7
Определение полного коэффициента теплопередачи в случае неравенства наружной и внутренней поверхностей изолированной стенки
На судах часто встречаются обходные изоляционные конструкции (рис. 8), содержащие выступы со стороны помещения. Внутренняя поверхность изоляции FB, обходящей набор, больше наружной по верхности Fa, не имеющей выступов. Выступающие части увеличи вают полный коэффициент теплопередачи kn.
При установившемся состоянии тепловой поток Q, проходящий
через |
стенку, будет одним и тем же на |
всем пути его распростране |
||
ния. |
Следовательно, полный коэффициент теплопередачи можно |
|||
найти из системы уравнений (при |
tn |
>> tB): |
||
|
Q = « н ( * н — |
'п. |
|
„Ж; |
|
Q = k (tn н |
tn |
в) |
FH; |
Q = « B {t„. в — *в)Рв,
где k — неполный коэффициент теплопередачи, учитывающий только термическое сопротивление теплопроводности и отнесенный к наруж ной поверхности без выступов F„.
2* |
19 |
Коэффициент k удобно относить к наружной поверхности FH, потому что она у любого класса конструкций не содержит выступа ющих частей.
Решая систему уравнений, |
получаем [52] |
Q = |
kn(tn-tB)FH; |
|
|
|
|
|
|
Рис. |
8. |
Обходная |
изоляционная |
конструкция. |
|
|
|
|
||||||
/ |
— плиточный |
и з о л я ц и о н н ы й материал; 2 |
— к л е й |
И Д С |
д л я плит; 3 |
— с т а л ь н а я о б ш и в к а |
||||||||||||||
к о р п у с а |
судна; |
4 — р а м н ы й |
ш п а н г о у т ; |
5 |
п р и в а р н а я |
ш п и л ь к а ( М 8 — М 1 2 ) Х 5 0 , |
ш а г 400 — |
|||||||||||||
500 мм; |
6 |
— |
ш а й б а |
8 — 12; |
7 |
гайка М 8 — М 1 2 ; 8 |
с о с н о в ы й б р у с о к 6 0 Х 80 мм; |
|
9 — |
ш п у н |
||||||||||
т о в а н н а я |
д о с к а |
2 2 X |
143 мм; |
10 — с о с н о в ы—й б р у с о к |
3 0 x |
40; 4 0 X 60; 5 0 X 75 или |
6 0 X |
80 |
мм; |
|||||||||||
11 |
— к о н с т р у к ц и о н н ы й э п о к |
—с и д н о - т и о к о л о в ы й к л е—й м а р к и К - 1 5 3 ; 12 — п р о к л а д к а из т е х |
||||||||||||||||||
нического |
м и т к а л я ; |
13 — с о с н о в ы й б р у с о к |
6 0 X 80, |
п р и к р е п л я е м ы й |
г в о з д я м и |
4 X 1 2 0 |
мм; |
|||||||||||||
14 |
— ш п у н т о в а н н а я д о с к а т о л щ и н о й б |
= |
22 мм; |
15 — к о р о б к а из с п л а в а А М г - 5 , |
6 |
= |
1,5 |
мм; |
||||||||||||
16 |
— с у х а р ь , 6 |
= 35—60 мм, |
д л и н о й |
I = 80 мм; |
17 |
— |
пленка П Т Г М - 6 0 9 на к л е е |
8 8 Н ; 18 — |
||||||||||||
г в о з д ь З Х 70 |
мм, |
шаг 100 — 150 мм; 19 |
— ш у р у п |
4 Х 22, |
ш а г 80 — 130 мм; |
20 — лист из |
с п л а в а |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
АМг - 5, |
О = |
1,5 |
|
мм |
|
|
|
|
|
|
||
|
Для обходной изоляции | |
|
> |
1, так как FB > FH. Зависимость |
(17) |
|||||||||||||||
позволяет |
сделать |
следующий |
вывод: |
|
термические |
сопротивления |
||||||||||||||
со стороны поверхности с выступающими частями необходимо умно
жать |
на |
На |
формулу (8) следует смотреть, как на частный слу |
чай |
уравнения |
(17). |
|
Полученные формулы являются общими. Их следует употреблять в тех случаях, когда обходные изоляционные конструкции приме нены для изоляции как поперечного, так и продольного набора кор пуса судна.
Если изоляция, обходящая набор, периодически |
повторяется |
|||||
лишь |
в одном |
каком-либо направлении, |
то отношение |
поверхностей |
||
|
|
|
£ = - Ь |
|
|
(18) |
где sB |
— длина |
внутренней поверхности |
конструкции |
на |
периоди |
|
чески повторяющемся |
участке с учетом выступов в сечении, |
перпен |
||||
дикулярном к |
набору |
(см. рис. 8). |
|
|
|
|
В последнем случае размер изоляционной конструкции вдоль на бора является одинаковым для наружной и внутренней поверхно
стей, поэтому он сокращается и выпадает |
из рассмотрения. |
|
|||||||
При одинаковой толщине внутренней зашивки 63 над набором и |
|||||||||
обшивкой |
корпуса |
судна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sB = |
s + 2 (h |
+ |
I - |
/га), |
|
|
где h — высота набора; |
/ и т — толщина |
изоляционных слоев над |
|||||||
набором и |
обшивкой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Для нормальных изоляционных конструкций, изоляции без |
|||||||||
набора, а также для некоторых обходных |
конструкций, содержащих |
||||||||
воздушную |
прослойку, |
FB = FH и |
g = |
1. |
|
|
|||
Неполный коэффициент теплопередачи k рассчитывают специаль |
|||||||||
ными методами, излагаемыми в гл. |
I V — V I . |
|
|
||||||
Формула (17) справедлива при а н = const и а в |
= const. Ha |
самом |
|||||||
деле во внутренних углах А |
и В (см. рис. 8) |
коэффициент |
тепло |
||||||
отдачи ав несколько |
меньше, |
чем вдали |
от этих |
углов. Это обстоя |
|||||
тельство приводит к незначительному уменьшению действительного коэффициента теплопередачи по сравнению с его расчетным зна
чением kn.
Для неизолированной стенки коэффициент теплопередачи можно вычислять по формуле (пренебрегая небольшими термическими со противлениями стальной обшивки и набора)
где £ — коэффициент, учитывающий увеличение поверхности стенки вследствие выступов.
§ 8
Коэффициент теплопроводности
Обычно для тепловой изоляции судов применяют такие материалы, у которых Ли = 0,03-ь 0,08 ккалім-ч-°С. При увеличении коэффи циента Хи возрастает и коэффициент теплопередачи k. Поэтому
во все расчеты необходимо вводить средний коэффициент |
теплопро |
|||
водности, |
который |
устанавливается в |
эксплуатационных |
условиях |
на судне |
в течение |
всего срока службы |
изоляционной конструкции |
|
(а не коэффициент |
теплопроводности |
для сухого изоляционного |
||
материала, определяемый в лаборатории). При выборе коэффици ента Я.и необходимо учитывать увеличение теплопроводности ма териала вследствие повышения средней рабочей температуры изоля ции, постепенного увлажнения ее, а также влияния веществ, пред назначенных для приклеивания теплоизоляционных плит к корпусу судна и склеивания их между собой. Пренебрежение указанными факторами может привести к несоответствию между тепловой на грузкой на установку и ее холодопроизводительностью.
Среднюю температуру, при которой изоляционная конструкция будет работать в эксплуатационных условиях, можно приближенно определить следующим образом:
По средней рабочей температуре / с р определяется соответствующее значение коэффициента теплопроводности Хиі для сухого материала.
Коэффициент %яі является линейной функцией температуры 4 Р и определяется по эмпирической зависимости
|
Kt = Ко (1 + |
Р*ср) = ^ио + |
btcp ккал/м • ч • °С, |
(19) |
где |
Хи0 — теплопроводность сухого |
изоляционного материала |
при |
|
0°С; |
Р—температурный |
коэффициент теплопроводности, 1/°С; b — |
||
постоянная, показывающая приращение коэффициента теплопровод
ности при |
повышении температуры на 1° С, ккал/м-ч-°С2 |
(Ь = |
||
Значения |
Я и 0 , р и 6 определяют |
опытным путем при испытании |
||
материалов. |
Коэффициент р для |
различных |
теплоизоляционных |
|
материалов |
имеет разные значения — порядка |
(2,0—4,0) • 1 0 ~ 3 |
1/°С. |
|
Таким образом, при понижении средней температуры изоляцион ной конструкции коэффициенты теплопроводности и теплопередачи
уменьшаются. Это обстоятельство является |
благоприятным |
для су |
довой изоляции, работающей при низких |
температурах. |
Зависи |
мость коэффициента Хя( от температуры |
оказывает существенное |
|
влияние лишь при перепадах ее порядка сотен градусов. Поэтому для
тепловой изоляции корпуса судна во многих случаях можно |
прибли |
||||||||
женно считать |
tcp я** 0 ° С, тогда |
\ „ t |
Ки0. |
|
|
|
|
||
Влияние склеивающих |
веществ, заполняющих швы между пли |
||||||||
тами, можно оценивать зональным методом расчета |
(см. § 43) или |
||||||||
приближенной |
формулой |
[50] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^и. э = |
РклКі, |
|
|
|
|
(20) |
где |
Киэ — эквивалентный |
коэффициент |
теплопроводности |
плиточ |
|||||
ного |
изоляционного и клеевого |
материалов; Р к л |
|
поправочный |
|||||
коэффициент, |
учитывающий влияние клеевого |
материала |
( Р к л = |
||||||
|
— |
|
|
||||||
=1 , 0 3 - 1 , 1 5 ) .
Для волокнистых, напыляемых или заливаемых |
изоляционных |
|
материалов, |
а также для алюминиевой фольги, Р к |
л = 1. |
Во время эксплуатации изоляционный материал |
увлажняется, |
|
что резко |
увеличивает коэффициент теплопроводности. Сильное |
|
