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: 212
Скачиваний: 6
а) |
hi |
/ П
3 s
> ты
4.
Рис. 68. Промежуточная переборка, изолированная полностью с двух сторон: а — изоляционная конструкция; б — первый ти повой участок (без бруска и сухаря) изоляционной конструк ции, расположенной со стороны набора; б — второй характерный участок конструкции, установленной со стороны набора (содер
жащий торцовый сухарь и поперечный брусок)
и полагая & J K= 0. определяем радиус наибольшей дуги |
окруж |
ности |
|
гА = А А « 0 , 6 4 А . |
(156) |
Отсюда длина пути, проходимого тепловым потоком в стальной стенке перед выходом в изоляционный материал,
бй |
= |
Л — r f t = |
( l — А * « 0 , 3 6 Л . |
(157) |
Четверть длины окружности |
= f гЛ = Л. |
|
||
|
|
| L f c |
(158) |
|
Тепловые сетки |
и |
табл. 9 |
показывают, что радиус rh |
действи |
тельно можно вычислять по приведенной формуле, так как ширина теплового потока, выходящего из стенки профиля в сторону, противо
положную полке, |
хн |
rh. |
|
|
|
||
Радиус |
га |
= |
а, |
где а — ширина |
участка |
торцового сухаря, |
|
выступающего |
за |
край полки. Очевидно, что а |
= (с — Ъ)12. |
|
|||
Вначале |
надо |
вычислить коэффициент теплопередачи kx |
для |
||||
первого типового |
участка, выделяемого |
сечением / — / (рис. 68, а), |
|||||
которое проведено между поперечными брусками |
и торцовыми |
суха |
|||||
рями. Тепловая сетка для этого участка дана на рис. 54, а рассматри
ваемый вариант разбивки на зоны — на рис. 68, |
б. Тепловые потоки |
|||||||||||
Яь, Ци Цьо, Як.ь |
и qs§b, |
проходящие |
через зоны |
III—VII, |
опреде |
|||||||
ляем |
по |
выражениям |
(139), |
(140), |
(154), |
(155) |
и |
(151). |
|
|
||
Затем |
следует |
определить |
коэффициент |
k2 для |
второго |
типового |
||||||
участка, |
содержащего |
торцовый |
сухарь |
и |
поперечный |
брусок |
||||||
(рис. |
68, |
в). Тепловая |
сетка |
для |
аналогичной |
конструкции, |
но у |
|||||
которой с = Ь, изображена на рис. 57, а. Потоки q's, q'h,b |
и |
q\,b, |
||||||||||
проходящие через зоны /, VIII |
и IX, |
можно находить по формулам |
||||||||||
(159), (155) и (151) соответственно, заменяя в них значения приве
денных толщин |
изоляционных слоев первого участка |
тп |
= т |
+ |
|||||||||
+ |
бзЛ,Дд |
и |
1П |
= I + |
63 ЯИ АД |
на |
значения |
приведенных |
толщин |
||||
слоев |
второго |
участка |
тп2 = |
h + |
d + (d6 + |
б3 )Хи /Хд |
и / п 2 |
= |
d |
+ |
|||
+ |
(d6 |
+ |
б3) ЯИ АД ; здесь d и d6 |
— высота сухаря и бруска (рис. |
68, |
в). |
|||||||
|
Остальные формулы для тепловых потоков приведены |
в |
при |
||||||||||
мере |
6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример |
6. |
Определить |
относительное |
увеличение |
коэффициента теплопере |
|||||||
дачи Рб вследствие |
влияния |
поперечного деревянного бруска и торцового |
сухаря. |
||||||||||
Судовой набор выполнен из полособульбовых профилей № 16а размерами: h = 160 мм; b = 36 мм и / = 8 мм. Для упрощения расчета полособульб заменяем неравнобоким угольником с узкой полкой и теми же самыми размерами (рис. 68, б и в). Для заменяющего угольника принимаем толщину полки t= 1,75 / = 1,75 X
X |
8 = |
14 мм. |
Кроме того, дано: s = |
500 мм; т = |
260 |
мм; |
б 3 |
= |
30 мм; |
d = d(, = |
|||||
= |
50 |
мм; |
I = |
d + d6 = т — h= |
100 мм; с = 70 |
мм; |
я д = |
70 |
мм; |
sH |
= |
530 мм; |
|||
s |
= я д + |
sH = |
600 мм; Хя = 0,05 |
ккал/м-ч-°С; Хд |
= |
0,15 |
ккал/м• |
ч-°С. |
|
||||||
|
Высота стенки профиля со стороны его полки |
hb = |
h— |
і =146 мм; |
ширина |
||||||||||
полки со стороны обшивки корпуса |
b0 |
= b — f = 28 мм; |
ширина краевого |
участка |
|||||||||||
торцового |
сухаря, выступающего за |
полку профиля, а=(с—6)/2=(70 |
|
— 36)/2 = |
|||||||||||
= |
17 |
мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15* |
227 |
Приведенные |
толщины изоляционных |
слоев: |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
тп |
= m |
- j - 63 |
-^L = |
260 + |
ЗО |
0,1 Ь |
= |
270 ЛЛ; |
|
|||||
|
|
|
|
|
Л д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
ln |
= / 4- б 3 |
Ад = |
100 -j- 30 |
0,1 о |
|
= |
110 мм; |
|
||||||
тт |
= ft + |
d + |
( d 6 |
-)- 63) |
Лд |
= |
160 + |
50 + (50 + |
ЗО) |
U, і о |
= 237 лш; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
П2 = d + (d6 |
|
£ =і |
5 0 + < 5 0 |
|
+ 3 |
0 ) $ | |
76,7 |
ш . |
|||||||
|
+ 63) V |
= |
50 + |
(50 |
|
0) - j r ^ - = |
||||||||||
Наибольшие |
радиусы |
дуг |
окружностей: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
г. = — h = — 160 = 101.8 лш; |
г. |
" |
= — h. = — |
146 = |
93,0 мм; |
|||||||||||
" |
я |
|
я |
|
|
|
|
|
|
л |
|
" |
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
, |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
Л |
° |
|
Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пути, проходимые тепловыми потоками внутри стенки и полки стального про
филя перед |
выходом |
из него |
в изоляционный материал: |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
6f t = h — rh |
= |
160 — 101,8 = |
|
58,2 мм; |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
6ft, ь = ^ь — rh,b = |
146 — 93,0 = |
53,0 мм; |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
8b = b0 |
— rb |
= 28 — 17,8 = |
10,2 |
м . |
|
|
|
|
||||||||
Вычисляем отдельные тепловые потоки, проходящие через первый типовой |
||||||||||||||||||||
участок |
конструкции |
(рис. 68, б): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
* = Я" тп |
TjhZ\ |
/„ - |
|
270 + |
5 8 4 ^ + 1 1 0 |
= ° ' ° 3 |
2 6 |
* * " ^ |
( ' 5 9 ) |
|||||||||||
|
|
% = |
^ и - г - ^ |
|
= 0,05 |
1 |
0 1 |
, 8 |
= |
0,0268 ккал/ч-°С; |
|
(160) |
||||||||
|
|
|
|
у Л + / П |
|
|
|
y l 6 0 |
1-110 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
9 |
= Я и - ^ - |
= |
0,05 ^ |
- |
= |
0,01637 |
ккал/ч-°С; |
|
|
|
|||||||
|
|
^ = |
л н |
. |
|
= 0,05 |
|
|
— |
|
= |
|
0,00579 /дам/ч - °С; |
|
||||||
|
|
|
lu + |
^ t |
|
|
|
110 |
|
+ |
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
= |
Jt |
ТТ |
^ |
|
|
|
|
= |
0,05- |
я |
|
2 ' 1 |
7 ' 8 |
- 1 4 |
|
|
|
||
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
-2"/ |
+ 2 / „ + |
2ft0 |
+ |
f |
|
|
- у 1 4 + 2 - 1 1 0 + 2-28 |
+ 1 4 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
= |
0,00346 |
/скал/ч-°С; |
|
|
|
|
|
|
|||||
4h,b~ |
1и б/, + |
2 |
|
Л |
|
+ |
hb |
~~пп«' |
10,2 + |
3-282 -+932.-014- 17,8+ 2 - 110+146 |
|
|||||||||
ЪЬ0Ч+ b2~/ + Ь2/ п |
|
|||||||||||||||||||
= |
л„-=—-тгт—, |
„, |
, ^ — — г - |
= 0,05 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
= |
0,01723 |
/скал/ч-°С; |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
9s,ft= |
Я и |
|
|
|
* - ? - * о - ' й . » |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
m n |
+ |
6ft,ft+ |
b0 + |
Af t |
+ |
/ + |
l„ |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
n n , |
|
|
500 — 8 — 28 — 93,0 |
|
|
n n |
o n o |
, |
0 |
„ |
|
|||||||
|
= |
° ' ° 5 270 + |
53,0 + |
28 + |
1 4 6 + 14 + |
110 |
= ° ' ° 2 9 8 |
К К а л / ч |
' |
C |
|
|||||||||
Из табл. 8 берем значение средней относительной разности между температу рами в теле профиля и на внутренней поверхности Тп = 0,95.
Коэффициент теплопередачи для участка без бруска и сухаря
К = "7* I я ' +ч>-ь г Г" ^ |
''% + 4 t + |
9 6 0 + ^ f c ) |
0,5 |
0,0326 |
+ |
|
|
||||
0,0298 -|- 0,95 (0,0268 4- 0,01637 4- 0,00579 4 |
0,00346 + 0,01723)] |
= |
|||
= |
0,257 |
ккал/м2-ч-°С. |
|
|
|
Определяем отдельные тепловые потоки, проникающие через второй расчетный участок (рис. 68, в):
<• = К |
m S b h |
+ h + |
l m |
= |
° ' ° 5 |
237 + |
508728+^60 + |
76,7 = ° ' ° 3 6 6 |
||||||
ah = Хи |
2 ^ |
~ |
" ) |
= |
0,05 |
2 |
( 1 |
0 1 ' 8 - 1 7 |
) |
= |
0,0249 |
ККал,^С; |
||
|
|
h+2lU2 |
+ ~ |
a |
|
|
160 + |
2-76,7 + |
J L 17 |
|
|
|||
Ца |
= |
|
|
а |
|
|
|
— |
|
|
0,017 |
|
|
|
£L |
|
|
|
|
|
JL о 017 |
|
|
|
|
||||
|
|
4 а |
| |
d + d 6 |
+ |
63 |
|
4 |
' |
0,05 + |
0,05 + |
0,03 |
||
|
|
А„ |
|
' |
Ад |
|
|
|
0,05 |
' |
|
0,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,01498 |
ккал/ч-°С; |
|
|
|
|||
= Я д |
^ + |
/ б + |
— |
f |
|
4~ |
|
|
Аи |
1г |
|
|
lb, |
а |
б з = |
0,15 5 |
0 |
+ |
5о+ 3 |
0 |
|
- 0 , 0 4 1 5 ккал/ч-'С; |
|||
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,014 |
|
+ rf6 |
+ |
б 3 |
|
|
-5- 0 |
' |
014 |
0,05 + 0 , 0 5 + 0,03 |
||
|
|
4 |
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
п п с |
г |
г |
0,15 |
||
Ад |
|
|
|
0,05 |
|
|
||||
|
= |
0,01288 |
ккал/ч-°С; |
|
|
|||||
_ |
|
|
|
|
2а—t |
|
|
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ _ , + J t |
a |
+ |
, |
2 |
|
( d + |
de + fib) |
|
||
|
|
Аи |
|
|
|
|
|
|
Ад |
|
|
|
|
2-0,017 — 0,014 |
|
|
= 0,00568 ккал/ч-°С; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
0,014 + |
„.0.017 + |
0,014 ^ 2 ( 0 |
0 5 + 0 |
+ 0 |
> 0 3 ) |
|
|
|
|
0,05 |
' |
|
0,15 |
|
а |
= |
Х |
2(rb-a) |
|
|
|
2 ( 1 7 , 8 - 1 7 ) |
|
*° |
и |
260 + 2^ + |
2 / П 2 + я а |
' |
2-28 + |
2-14 + 2-76.7 + Я-17 |
|
|
|
|
= 0,000275 |
ккал/ч-°С; |
|
|
|
|
|
* |
|
и 6ft + |
З&о + 2t + 2/П2 |
+ Лб |
|
|
|
|
|
р |
QO Л |
1 7 Q |
|
|
= ° - ° 5 |
10,2 + |
3-28 + 2.14 +2 - 76, 7 + |
146 |
= ° ' 0 1 " 3 " " ' ^ |
||||
|
lU |
|
! |
|
s — f — |
b0—rhib |
||
|
h —Л |
и |
т П 2 + |
б Л ,ь+г >о + |
Лг, + |
* + / п 2 |
||
|
' s |
- f c |
|
|||||
° ' ° 5 |
237 + |
5 з ! 0 |
0 ; ^ + 1 8 4 7 + Н + 7 6 , 7 |
= ° ' ° 3 3 4 |
||||
Коэффициент теплопередачи для участка, содержащего брусок и сухарь,
k2 |
= |
"J " К +q |
s . |
Ь + |
Т п {Ян +Ча |
+ |
ЯЬА |
+ Чи + ЧЬ, а + %о |
+ %, ь)\ = |
|||||||||
= |
~ |
[0,0366 + |
0,0334 + |
0,95 (0,0249 + |
0,01498+0,0415 + 0,01288 + |
|||||||||||||
|
|
|
+ 0,00568 + |
0,000275 + |
0,01993)] = 0,368 |
ккал/м*-ч-°С; |
||||||||||||
для всей |
изоляционной |
конструкции, |
перекрывающей |
набор, |
|
|||||||||||||
|
k |
= |
* Л + у ; |
|
= |
0,257.0 53 +0.368.0,07 = |
0 > |
2 7 0 |
|
|
||||||||
|
|
|
S H + |
Ї Д |
|
|
|
|
0.53 + |
0,07 |
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент, учитывающий влияние на коэффициент теплопередачи деревян |
||||||||||||||||||
ных брусков обрешетника |
и сухарей, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
0,270 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
p 6 = = X = |
" W - 1 , 0 5 - |
|
|
|
||||||
Пример 7. Рассчитать общий коэффициент теплопередачи для промежуточной |
||||||||||||||||||
переборки, изолированной полностью с двух сторон |
(рис. 68, о). Исходные данные |
|||||||||||||||||
для расчета взять из примеров 5 и 6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Из |
примера 5 |
коэффициент |
теплопередачи через |
изоляцию, |
установленную |
|||||||||||||
с гладкой стороны переборки, kT = kcp |
= |
0,684 ккал/м2-ч-°С. |
Для изоляции, рас |
|||||||||||||||
положенной |
со стороны |
набора, |
& н = |
£ = |
0,270 ккал/м2-ч-°С |
(см. пример 6). |
||||||||||||
Общий коэффициент теплопередачи через переборку, изолированную с двух |
||||||||||||||||||
сторон, |
определяем |
по формуле |
(16): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
К |
= • |
1 |
х |
|
- |
j |
|
! |
|
j |
|
= 0,193 |
|
ккал/м2-ч-°С. |
||
|
|
|
Т^^'Т^ |
|
|
0,684 |
+ |
0,270 |
|
|
|
|
|
|||||
Конструкция с деревянными брусками и стальными крепежными |
||||||||||||||||||
планками, |
расположенными |
между |
элементами |
набора (рис. 69). |
||||||||||||||
Обычно принимают следующие размеры стальной крепежной |
планки |
|||
и прилегающего к ней деревянного бруска обрешетника: |
высота |
|||
планки /У = |
m — /'; толщина изоляционного слоя, |
покрывающего |
||
торцовую кромку планки, |
/' = 30—40 мм; толщина планки f = |
|||
= 5—6 мм, ее длина si = |
60 мм; шаг планок s' = |
600 мм; относи |
||
тельный шаг |
s'Js' — 0,08 — 0,10; ширина бруска |
с = 50—60 мм |
||
и его высота |
d = 70—80 мм. |
|
|
|
При таком расположении бруска с планкой коэффициент тепло передачи получается приблизительно на 8—13% меньше, чем при обычном боковом расположении (см. рис. 10, а). Промежуточное рас положение бруска с планкой увеличивает коэффициент теплопере дачи на величину Рб .п = 1,07ч-1,17. Принимаем, что коэффициент, учитывающий совместное влияние бруска и планки, рб .п = 6 б р п . Тогда коэффициент (Зп, учитывающий относительное увеличение коэффициента теплопередачи лишь вследствие влияния стальных крепежных планок,
Рп = - % ! 1 - |
(161) |
о) |
1-І |
|
|
|
|
U; l - r • |
• V»l: -Г •.• |
|
Ь • • . |
ffiiEa |
|
|
|
|
Рис. 69. Конструкция с промежуточными брусками, прикрепленными сбоку к сталь ным коротким планкам, приваренным к обшивке параллельно набору: а — изоля
ционная |
конструкция; б — |
первый |
расчетный участок шириной |
s, выделяемый се |
|||||
чением |
/ — / |
(проведенным |
между крепежными |
планками), прорезаемый профилем |
|||||
набора и промежуточнымбруском; |
е — второй |
типовой участок |
шириной s/2, |
вы |
|||||
деляемый сечением / / — / / |
(проведенным через планку) и прорезаемый только про |
||||||||
филем |
набора; |
г — третий |
характерный участок шириной s/2, |
выделяемый |
сече |
||||
нием |
/ / — / / |
и |
содержащий |
промежуточную стальную планку с боковым деревян |
|||||
|
|
|
|
|
|
ным бруском |
|
|
|
