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: 208

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

З о н а

/ / .

Для зоны

/ /

ширина

наружной поверхности

sH / /

=

=

с +

с', внутренней

sBlI

=

0; средняя ширина зоны

s,, =

sH / / /2

=

=

(с +

с')/2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длина участка линии тока / — / ,

расположенного в изоляционном

материале

со

стороны

зоны

II,

б и 1

=

т —

d.

Длина части

линии

тока

2—2

в. изоляционном

материале

8 и 2

= У{с')2

+

(tn

 

d)2.

Средняя длина линий тока в изоляционном материале зоны / /

б и / /

~-

( б

н і

+

й и 2 )/2

=

[m — d +

V(с')2

+

 

(т—

d)2]l2.

 

 

Длина

остав­

шейся части линии тока J—J

в дереве б д 1

=

d + 63. Длина_осталь­

ной части линии тока 2—2

в дереве 6 д 2

=

V

с2

+

d2

+ б3 . Средняя

длина линий тока в дереве

у зоны

I I

б д / /

=

( б д 1 +

бд 2 )/2

= (d

+

 

К

с2

+

d2 + 3 )/2.

 

 

выходящий из обшивки вблизи стенки

 

Тепловой

поток

зоны / / ,

профиля,

находим

по формуле

(130):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

 

sn

 

 

_ .

 

 

 

 

 

 

с

1-е'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^и//_

_

V

 

m - d

-;- К

( с ' ) 2

+

(w -

rf)1

, d

|-

l ^ c M 7

^

f- 2d3

'

 

 

 

} и

 

Хд

 

 

 

 

Хи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(137)

 

З о н а

/ / / .

Ширина

наружной

поверхности

sH / / /

=

h;

ширина

внутренней поверхности

S B I

I I = с;

средняя

ширина

sIU

=r- ( S H

W

+

+

sBlII)/2

--=

(h +

с)/2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длина

линии

тока

3—3

в

изоляционном

материале

б и 3

=

с'.

Средняя длина линий тока в изоляционном

материале для

зоны

/ / /

« и / / /

=

И 2 +

б„з)/2 =-- \V

(с')2

+ (т

— d)2

+

с']/2.

 

Длина

линии

тока

3—3

в дереве б д 3

=

/ -|- б3 . Средняя длина линий тока в дереве

для

зоны

/ / /

6 д Ш

=

( б д 2

+

бд 3 )/2

=

 

(V

с2

+

d2

+

 

/ +

2б,)/2.

 

:

 

Тепловой

поток зоны / / / . в ы х о д я щ и й из стенки

несимметричного

профиля со стороны, противоположной

полке,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б и / / /

( V / /

V(c'f

+

(m-df

 

+с'

 

,

\Г<* +

d* - I -

I

f 3

'. _

 

 

 

 

Хи

1

Хд

 

 

 

 

Хи

 

 

 

 

 

 

 

 

Хд

 

 

 

! ,

 

З о н а

IV.

Тепловой

поток

этой

зоны

qy

выходит из

внешнего

угла между стенкой и полкой профиля. Ширина наружной поверх­

ности зоны sH lV

0, внутренней

sB

 

с'; средняя

ширина

s,y =

-= sB

IVI2

=

с72.

длина линии тока 3—3

 

со стороны зоны

/ / / состав­

Приведенная

 

ляет

величину

= с'

+

/п . Приведенная длина линии

тока

4—4

бП 4 ~

I +

б3Л,и/Л,3

= /п . Средняя

приведенная

длина

линий

тока

в зоне

IV

равна

бп , v =

п 3

+

8п 4 )/2

=

(с' +

2/п )/2.

 

 

 

Тепловой поток зоны

IV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ь

-

К - ^

-

= К

^

^ .

 

 

 

(138)

З о н а V. Ширина этой

зоны всюду одинаковая:

sllV

— sBy

=

— sy = b. Длина линий тока

в зоне К тоже одинаковая:

б д 4

— б п 3

=


— °nv = AiТепловой поток зоны V, выходящий из внешней

поверх­

ности полки

профиля,

 

 

 

 

 

Чь =

К-гт7

=

К - г .

(139)

 

 

O n V

 

<п

 

З о н а

VI. Ширина зоны

sH y;

=

sB y; = sVl = t. Зона

VI имеет

незначительную

ширину, поэтому можно принимать, что вначале

линия тока 6—6 описывает четверть окружности с центром в точке

0t

и радиусом rt ^

t, а затем переходит в прямую,

перпендикулярную

к зашивке. Приведенная длина линии тока 6—6

равна б п в =

nt/2

+

-|- / п . Для зоны

VI средняя приведенная длина

линий тока

б п У у

=( ^ п 5 + §пв)/2 = (2/п + я//2)/2. Тепловой поток этой зоны, выхо­

дящий из кромки полки,

 

 

 

fc = ^

= *V7Tir7-

 

( 1 4 0 )

З о н а

VII.

Для

несимметричного профиля (см. рис. 65) ширина

внутренней поверхности полки профиля bQ =

Ъ — /. Большая

полу­

ось эллипса уь

= b0

=- b — /.

По

табл.

9

принимаем

отношение

\ъ ~ Ь01хь- Зная

\ ь ,

получаем

малую полуось эллипса

xb =

bj\b.

Ширина

наружной

поверхности

зоны

S h V i i

---- yb ~

Ь0;

ширина

внутренней поверхности sBvu

=

Уь —

t — Ь0 — /;

 

средняя

ширина

Sv/i = (sHv,i

+

sbVn)/2

=

(2 b0

 

і)І2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из табл.

10 по отношению Уь1хь

 

\ ь

выбираем

 

вспомогательный

коэффициент

аь,

а

затем

по

уравнению (133) вычисляем

половину

длины эллипса: Ц/2 =• ьхь.

Приведенная

длина

линии

тока

7—7

б п 7 =

L'b/2 +

t +

l„ — 2abxb

-\- t

f

l„. Средняя

приведенная

длина

линий

тока

в

зоне

VII равна

8 n V

l l ----- п 6 +

бп 7 )/2 ~= [(я/2 +

1) t~\-

-h 2/п +

2obxb]/2.

 

выходящий

из

поверхности

полки,

обращенной

Тепловой

поток,

к обшивке,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чьо =

К4^г

=

К-г,

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(141)

 

 

 

 

 

 

 

И 6„V7/

 

И /

 

I -|-

2/п

2abxb

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З о н а

VIII.

 

Большую

полуось

эллипса

yh<

b

 

берем

равной

высоте

 

стенки

профиля

со

стороны

полки:

yhi

ь

 

=

hb

— h — t.

По табл. 9 принимаем отношение \,ьЬ

— hblxh<b,

 

 

затем

 

находим

малую

 

полуось

 

эллипса

xhi b

=

 

hbl\hi

b.

Ширина

 

 

наружной

по­

верхности зоны

VIII

s a V l n

=

yhtb

 

 

= hb, внутренней

S B V

I I I

=

xhi ь —

— 2yb

=

xhib

2b0;

средняя

ширина

sVllI

=

( S h V I

I ,

+

s a V l

I 1

)I2 =

= ih

+

xh<b

2b0)/2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из табл. 10 по отношению yhi b/xh<

b =

lh,b

выбираем коэффициент

оЛ і ь, после чего по выражению (132) определяем четверть длины

эллипса:

L' h i ь /4

=

аЛ , bxhl ь . Приведенная

длина линии

тока

8—8

°п8 = L'h , ь/4'+ t

+

la =--'oh,bXh,b +

t + 1п.

Для

зоны

V / / /

сред­

няя приведенная длина линий тока

6 n V I l l

-— п 7

+ б п 8 ) / 2 = (2abxb -|-

+ 2 / + 2

/ п + 0 Л .

Л ,

ь)/2.

 

 

 

 

 


Тепловой поток, выходящий из поверхности стенки профиля, обращенной к его полке,

 

 

 

п

 

X

SV'i

,

 

hb

+

x h , b - 2 b 0

 

 

 

 

 

 

 

 

Як b — л и

/

t

л и 2 а ь х ь

ь

2

( +

2 / п +

 

CTAi

ь

 

.

к

 

!

=

З о н а

IX.

Ширина

наружной

поверхности

в этой

зоне sH / X

=

(s — f)!2; ширина

внутренней

поверхности

 

S B I X

 

=

si2 (f/2

+

+

xhtb);

средняя

ширина

sIX

=

(s H / x

 

+

sB ,x)/2

 

=

(s — / — xh , 6 )/2.

Приведенная длина линии тока 9—9

 

б п 9

= б п 0

гпп.

Средняя

при­

веденная

длина

 

линий

тока

б п

/ х

 

=

п 8

+

6п 9 )/2 Л > bxh,

b

+

+

t - f /п

+ tnn)/2.

Тепловой

поток,

выходящий

из

обшивки

кор­

пуса со стороны

полки несимметричного профиля,

 

 

 

 

 

 

 

 

Я* ь = К-1г*-

= К

 

 

 

 

T l V - i

 

 

(143)

 

По табл. 8 принимаем значение поправки

Т п

 

на падение темпера­

туры в теле стального профиля,

а затем по равенству (131) опреде­

ляем

коэффициент

k2

для рассматриваемого

участка конструкции:

 

 

 

^2 =

7

iQs +

Яз. h +

Qs, ъ + Tn (qh

+

<?y

+

qb

+

 

 

 

 

 

 

 

V/ +

Яьо -f <?/., ь)1

ккал/м2

• ч • °С.

 

 

 

 

 

Переходим к определению коэффициента г для участка, выделяе­

мого сечением / — /

на рис. 10, г

и содержащего боковой

деревянный

сухарь, а также брусок обрешетника (рис. 66).

 

 

 

 

 

 

qs,

 

Второй типовой участок содержит 10

зон. Тепловые потоки

^s, а» Чу,

Чь, 4t,

Яьо, 4h,b

и

qStb,

проходящие

через

зоны /,

/ /

и

V—X,

вычисляем

по

формулам

(136)—(143)

соответственно.

 

 

 

Тепловой поток зоны III,

выходящий из стенки (вблизи обшивки)

в сторону, противоположную полке, и проходящий через изоляцион­

ный материал

и дерево, определяем

по выражению

(130):

 

 

=

 

 

h - g + 0

 

 

 

 

Ч

 

V(c'f +(h-g)»

 

+

C

,

2(j ^ c * + d 4 - 6 , )

'

 

Тепловой

поток зоны IV,

выходящий из

нижней

части

стенки

в прилегающий

к ней деревянный сухарь, находим по формуле (129):

 

 

Як в = К

+ Ус* + & + 2б3 + I'

 

 

 

 

 

д

 

 

 

Коэффициент

теплопередачи

kx

 

вычисляем

по

равенству

(131):

k i = -j [4s +

4s, h + 4s. ь + Tn

(qho

+

qhi g

+ qy -f

qb +

qt +

qbo +

Як ь)1

Конструкция, перекрывающая симметричный набор, с боковым расположением брусков и сухарей (рис. 11 и 67, а). Средний коэффи-


циент теплопередачи для этой конструкции следует находить по выра­ жению, аналогичному формуле (135):

 

 

 

k=k*'

+

k f \

(144)

 

 

 

 

$

4- s

 

 

 

 

 

и і

д

 

где

и

k2 — коэффициенты теплопередачи для характерных участ­

ков,

выделяемых

сечениями

/ — /

и / / — / /

на рис. 67, а.

Вычислим коэффициент

теплопередачи

kx для первого типового

участка

длиной

s'B, не содержащего

деревянный сухарь.

При расчете рассматриваемой конструкции отдельные участки линий тока, выходящих из поверхности полки, обращенной к об­ шивке, а также из стенки профиля, примем за дуги концентрических окружностей, центры которых ОЙ лежат в левом и правом углах полки (рис. 67, б).

Например, принимаем, что линия тока 8—8 вначале на участке АВ длиной граничит с поверхностью стальной полки; затем, описывая

четверть окружности радиусом гь,

стремится дойти

до

линии

ОьС

по пути наименьшего сопротивления. За линией ОьС,

проходящей

через конец полки, линия тока

8—8 заворачивает

в

сторону

за­

шивки, описывая еще четверть окружности. И, наконец, ниже пря­ мой OftD, совпадающей с внутренней поверхностью полки, линия тока 8—8 переходит в прямую, перпендикулярную к зашивке. Таким образом, длина каждой дуги равна половине длины окружности.

На участке А В тепловой поток, перешедший из стенки в полку профиля, не выходит из нее в сторону обшивки, а проходит только внутри стальной полки. Следовательно, участок линии тока 8—8 длиной 8Ь разделяет потоки, идущие параллельно от стенки про­ филя (в зоне IX) и внутри его полки. Тепловой поток будет стре­ миться к интенсивному выходу из поверхности полки, расположен­ ной со стороны обшивки, лишь тогда, когда термическое сопротивле­ ние движению потока по искривленной линии ABC сравняется с со­ противлением при распространении потока по прямому пути (длина которого от стенки до линии CG равна Ь0). При этом тепловой поток (зоны VIII), выходящий из полки вверх, отклоняет в сторону об­ шивки поток (зоны IX), поступающий от стенки профиля.

Радиус

наибольшей

дуги

окружности гь определяем, используя

равенство

термических

сопротивлений:

 

 

 

л

 

 

 

Ьь

| Т г ь

= Ьо_

 

 

Хс

ЯИ

Х И

Для упрощения расчета при определении радиусов г во всех случаях термическим сопротивлением небольшого стального участка можно пренебречь вследствие малости этой величины. Полагая 6jA,c = = 0, получаем

ль = - | б о ~ 0 , 6 4 Ь о .

(145)


~1.

 

 

г! N

/

 

 

 

j i

g f i '

Ь

4

 

ї ї • -і V . г - 1 і-1 I-

0,z

0,3

4 '

Рис

66

Конструкция,

перекрывающая несимметричный набор и содержащая

боковой брусок

с сухарем:

а — тепловая

сетка

 

для участка, содержащего сухарь и выделяемого

сечением

/ — / на рис. 10, г; б — схематизированные

тепловые

потоки.

 

Из

опыта

Ф

=

4,84,

к =

0,403 ккал/м2

- ч- °С,

7 ^ = ' о , 9 3 ,

h/xh = . 1,6,

ftft/*ft 6

=

l-3- hJxb

= > -9 '

Рб = 1 ' 2

3 П

Р И

ft =

2 0 0

' 5 = 6 0 0 ' т

= 2

6 0

'

6 =

7 5

й

=

40

с =

60,

d = 180, с' =

60, /

= 9, / =

11,

е = 9

S ' =

3,

Мп =

1,366, В

= 0,375,

\ ,

=

0,05

ккал/м-ч-°С,

Х . Д Д И

=

3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

и Я„Д„ = П 1

9