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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 210

Скачиваний: 6

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

Коэффициент

 

теплопередачи

для второго участка

 

 

 

 

 

 

h =

- f [% + І,

ь +

T„ {qh

+qb

+

°t + %o + g'H. b)}

=

 

 

f0,01172

+

-I- 0,00974 +

0,95 (0,0268 +

0,01637 +

0,00579 + 0,00346 +

0,01723)]

=

 

 

 

 

 

 

 

=

0,351

 

ктлІм2-ч-°С.

 

 

 

 

 

 

Определяем отдельные тепловые потоки, проходящие через третий участок, вы­

деляемый

тем же сечением

/ / — / /

(рис. 69, г):

 

 

 

 

 

 

 

Я. - К П п

 

,. б ; f v Т и р ° ' 0 5 W 5 9 - T 2 3 0 + 40- = ° ' 0 1 0 1 9

™ а

л ^

 

 

^

 

 

^ Т Т ^ ^ 0

'

0 5

W

 

¥

= 0,0472 «ем/,-«С;

 

 

 

 

 

 

^ = Хи - 4 - =

0,05

 

=

0,0075 ккал/ч.°С;

 

 

 

 

(163)

 

 

 

d — Г + с

 

 

 

 

 

80 — 30 + 60

 

п п ~ , ~

, ^

•?с = ^

- r

+

2 6

a

+

c + d

=

° - 1 5

30 +

2-30 +

60 + 80 =

° ' ° 7

1 7

К

^ / Ч - ° С ;

 

 

 

 

 

 

 

=

i

Ук-а

+ 1' +х ц - с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- c

+ d + 6 3 + h' + i ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

л

,

171 - 8 0

+

3 0 + 1 2 2 - 6 0

 

 

,

о г

 

 

 

 

 

=

° ' ° 5

60 +

80 +

10 +

230 +

40

= ° ' ° 2 1 8

™ а ^ - ° С

-

 

 

Из табл. 8 берем поправку на падение температуры в планке: Тп

— 0,90.

 

Для

третьего

 

участка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

=

4 "

К

+ Г п (<£ +

А/ + «с +

«А, ,)] =

[ 2

° ' 0 1 0 1

9 +

 

+

0,90(0,0472 + 0,0075 +

0,0717 +

0,0218)] =0,615

ккал/м*-ч-°С.

 

Средний коэффициент теплопередачи для двух участков, показанных на

рис. 69, е и

г,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k2

=

~-

 

(k2

+ * г ) =

 

 

( ° > 3 5 1

+ 0,615) = 0,483

 

ккал/м*-ч-°С.

 

Для изоляционной конструкции в целом (рис. 69, а)

M , + V c

0,265

0,54 +

0,483-0,06

n О 0 _

. „

0 _

fe —

 

— _ г

 

• — : — =

0,287 ккал/м2

• ч • °С.

S h

+ sc

 

0.54 +

0,06

 

 

 

Коэффициент,

учитывающий совместное влияние бруска с планкой,

 

 

_

k _

0,287 _ ,

 

 

 

По соотношению (161) получаем коэффициент, учитывающий относительное влия­ ние стальной крепежной планки,

Рб. п

1.12

п~Тб—ToT=1,09'

Конструкция с боковыми брусками, не прилегающими к стенке профиля, и стальными крепежными планками (рис. 70). При таком способе крепления зашивки коэффициент теплопередачи сходствен­ ной конструкции, но без брусков и планок, возрастает на вели­ чину Рб . п = 1,08— 1,18. Когда боковые бруски обрешетника не прилегают к стенке профиля набора, коэффициент теплопередачи оказывается на 7—12% меньше, чем при обычном боковом их рас­ положении (рис. 10, а).

Средний

коэффициент

теплопередачи

для этой

конструкции

в целом (рис. 70, а) следует вычислять

по соотношению

(162).

Величины

rh, гк ь ,

гь,

6д, бА і 6 , Ьь, Lh/4,

L h i ь /4 и

Lbl2

для

первого характерного

участка (рис. 70, б) можно определять

соот­

ветственно по формулам (156), (148), (145), (157), (149),

(146),

(158),

(150) и (147). Радиус 0 = / ' , где f — расстояние от боковой

поверх­

ности бруска до гладкой поверхности стенки

несимметричного

про­

филя, равное

толщине

планки;

гс = с +

/'.

 

 

 

 

На втором расчетном участке

(см. рис. 70, б) линии тока /—1 и

5—5 выводим из стенки профиля в сторону бруска и из стальной

планки в сторону

полки

профиля по дугам окружностей с центрами

в точках

Oh,h',

 

Оу и радиусами rh,h'

= 2 (h +

h')/n,

rh'

= 2

h'/л,

где

h' — высота

 

планки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Четверти длин указанных окружностей и пути, проходимые тепло­

выми

потоками

внутри области стали,

находим

по соотношениям:

 

 

 

 

 

-~- Lh.h' = Л -f К

и

-~

L h ' = h';

 

 

 

 

 

 

^ • л ' = ( 1 ~ 4 - ) ( / г + / г ' ) И

6 А ' = ( 1

- - Т ) Л ' -

 

 

 

Тепловые потоки qs,

qb, qt, qbo,

Цн, ь

и Я% ь, проходящие

через

зоны

/,

V—IX

в первом

расчетном участке (рис. 70, б),

рассчиты­

ваем

по

выражениям (159),

(139),

(140),

(154),

(155)

л (151) соот­

ветственно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV

Потоки тепла q\, qt,

qbo,

qht b

и qSi

b , проходящие через зоны

и

VII—X

второго

типового

участка

(рис. 70, в),

вычисляем

по

зависимостям

(163),

(140), (154), (155) и (151) соответственно.

 

Формулы для определения

остальных потоков даьы в примере 9.

В нормальных изоляционных конструкциях замена дуг эллипсов дугами окружностей ведет к уменьшению коэффициента теплопере­ дачи на несколько процентов (1 — 8%), потому что при этом умень­ шаются поверхности стенки и полки, через которые тепловые потоки выходят из стального профиля в изоляционный материал по дугам окружностей.

Пример 9. Определить

коэффициенты Рб> Рп и Рб. п Для конструкции, показан­

ной на рис. 70. Основные

размеры конструкции, коэффициенты теплопроводности

материалов, отдельные тепловые потоки и другие исходные данные взять из при­

мера

6.

 

 

 

 

 

 

Дополнительно

дано: h

=

50 мм; f =

= 6 мм; sc =

60 мм; sK — s —

— sc

= 540 мм; с =

50 мм; d =

I

= 100 мм; I

= I — h = 5 0

мм.

а) и -л І її

т ттшт

l i i l l

-—^ —1 г

 

1-І

7С чг < $ л л 0

h,b

it

Рис. 70. Конструкция с боковым расположением брусков, не прилегающих к стенке профиля и прикрепленных к стальным коротким планкам, приваренным к набору (вдоль него): а — изо­ ляционная конструкция; б — участок, расположенный между стальными планками; в — участок, содержащий стальную кре­

пежную планку

Приведенная толщина изоляционного слоя, покрывающего торцовую кромку

планки, 1П =

I

+ 8 3 Х И / Х Д =

5 0 +

30-0,05/0,15= 60

мм; AC = C +

/ ' =

56 мм.

Определяем наибольшие радиусы дуг окружностей и пути, проходимые потоками

в области стали, для второго расчетного участка (рис. 70, в):

 

 

 

 

rh Л , =

- 2 _ ( А +

Л') =

- | - ( 1 6 0 + 50)==

133,7 мм;

 

 

 

 

 

 

rh,

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

=

- —

ft'

=

- — 5 0 = 31,8 мм;

 

 

 

 

 

 

11

 

л

 

 

 

л

 

 

 

 

 

б А і А , =

( l

2 - )

(Л +

 

h')

=

( l - - | - ) ( 1 6 0

+ 50) = 75,3 лш;

 

 

 

 

V = ( l - 4 ) ,

I

' = ( 1

— й - ) » - " » . * * * -

 

 

Из

примера

6 берем: <7s =

0,0326;

<7й'=

0,01637; qt

= 0,00579;

=

0,00346;

q h t b ~

0,01723

и

<?5,ь =

0,0298

ккал/ч-°С.

 

 

 

 

Вычисляем недостающие потоки, проходящие через первый расчетный участок

(рис. 70, б):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<?Л, с -

 

\

 

 

—

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А + 2 / п + - £ - ( с + П

 

 

 

=

0,05

г О О і ^ Ь б )

= 0,0098 «иы/ц . - С;

 

 

 

 

 

160 + 2- ПО + 4 г ( 5 0 + 6)

 

 

 

 

 

 

 

Я и

 

1

Яд

 

 

 

 

 

 

 

0,05

 

 

=

0,0272

ккал/ч-°С;

 

 

 

 

 

 

 

 

- ^ ( 0 , 0 5 + 2-0,006)

0 > 1

і

Ю

 

 

 

 

 

 

0,05

 

1

 

0,15

 

 

 

 

 

 

= v

1

== 0,05

 

-

=

0,00262

ккал/ч-°С.

 

 

- f / ' + /n

 

- J - 6 + 1 1 0

 

 

 

 

Для первого участка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*1 =

4" ['»+

?*. Ь + Т п

(9ft, с +

% + Ь + % +

Ь + %о +

%. ъ)] =

= _ _ L _ [0,0326 + 0,0298 +

0,95 (0,0098 +

0,0272 + 0,00262 +

0,01637 +

 

+ 0,00579 + 0,00346 + 0,01723)] = 0,281

ккал/м2-ч-°С.

Из примера 6 коэффициент теплопередачи для конструкции без бруска и планки

^ 1 , в — ^ 1 =

0,257 ккал/м2-ч-°С.

 

Тогда

коэффициент,

 

учитывающий влияние боко­

вого бруска,

не прилегающего

к стенке

профиля,

 

 

 

 

 

 

„

 

*!

 

0,281

_

 

 

 

 

Р б = - * Г 7 = адэт ! ' 0 9 >

Определяем недостающие потоки, проникающие через второй расчетный участок (рис. 70, е):

а = Я

s-f-f

~rh,h-

 

=

 

5

и

% + 6 A i A . - i ~ / ' - f - A + A * + ' ;

 

 

 

500 — 8 — 6— 133,7

 

. n o o „

;

о г

= ° ' ° 5 270 +

75,3 4 - 6 + 1 6 0 Т 5 0 Т б 0 - =

° ' ° 2 8 3

к к а л 1

н ^ ' '

1h,c =

K-y

 

 

+ ' п

+ с

 

f

• h

h

2 - 133,7 - 50 + 6 — 50

 

= ° ' 0 5 6 + 160 +

50 +

60 +

50

+ 1 1 0

=

і

"п

 

 

n m

Q O f ,

,

or

° ' ° 1 9 8 9

К т Л , Н -

C ;

= ** с + Л^

 

 

+ Г = 0 Л ^ 0 + 1 0 0 ° + 2 5 0 3 0 + 50 = ° ' 0 5 7 7

^ / Ч - ° С ;

 

ос =

X

J-r- =

0,05 -Jr- =

0,005

ккал/ч-°С;

 

 

 

і

 

M

і

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

</ft, = Ки

 

 

V

 

=

0,05

 

 

 

=

0,0187

ккал/ч°С;

 

l'n

+

Л '

 

 

60 +

- у 50

 

 

 

 

—

t

, ,

 

 

 

 

 

о

ос

о і о

 

 

 

«І = К . + h -

+ l

'

+ l

=

° ' 0 5

18,2

+ 50 +

6 0 +

110 =

° ' ° 0 8 4 5

/ Ч - ° С -

Из табл. 8 по размерам m n / ( Л

+

Л') =

1,29 и 1П =

60 жж принимаем коэффициент,

учитывающий падение температуры в стальном профиле и приваренной к нему

планке, Тп = 0,93.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

второго

расчетного

участка

 

 

 

 

 

 

 

k2 =

~

ft

+ я*. Ь + Г

п « с + Яс

+

9, + <7А. +

Ч'ъ + ot

+ ЧЪо f

<7А>

=

= -j^=- [0,0283 + 0,0298 + 0,93 (0,01989 + 0,0577 +

0,005 +

0,0187 + 0,00845 +

(J,О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

0,00579 +

0,00346 + 0,01723)] = 0,370

ккал/м2-ч-°С.

 

 

Средний

коэффициент

теплопередачи

для конструкции

в целом

(рис. 70, а)

 

 

k/u

+

kf'

 

0,281 0,54 +

0,370 0,06

 

„

. 2

„_

 

 

k =

s;H +

s;c — =

0,54

'+

0,06

=

0,290 ккалм?

ч°С.

 

Коэффициенты, учитывающие совместное влияние бруска с планкой и влияние

стальной

крепежной

планки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

к

_

0,290

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р п

рб

 

1,09 - 1 ,

0 4

-

 

 

 

Пример 10. Определить коэффициенты Рб, Рп и Рб. п Для конструкции с боко­ выми брусками, расположенными ниже профиля набора и установленными на тор­ цах коротких крепежных угольников (рис. 71, а). Такое расположение брусков обре­ шетника выгоднее обычного торцового расположения (рис. 10, в). Его применяют при

<fs

Jh,c Яс ta ЦЬ По гк,ъ

9s,i

п-л

8

М '

П,Ь'

fb'o

fa

ft

f a r t t i t i t

U,b

fsb

 

 

 

ft,'

 

П

 

 

Рис. 71. Конструкция с боковыми брусками, расположенными ниже профиля набора и прикрепленными к торцам коротких стальных угольников, которые приварены к набору сбоку: а — изоляционная конструкция; б — первый участок, располо­ женный между крепежными угольниками; в — второй участок,

содержащий короткий стальной угольник

16 К). Ф. Н е с т е р о в

изолировании вертикальных поверхностей в нижних частях трюмов, когда груз мо­

жет

создавать

значительное

давление

на зашивку.

 

 

 

 

 

 

 

 

Короткие

 

крепежные угольники, привариваемые

сбоку к стенке набора, наре­

заны

из профиля №

10/7,5 размерами

hy =

100 мм;

Ь' = 75 мм; / ' =

г' =

8 мм;

bQ~

 

Ь — /

= 6 7

мм.

Неравнобокий

угольник выступает

за утолщенную

часть

полособульба

на высоту

h =

50 мм. Кроме того, дано: sc

=

70 мм; sH =

s — sc =

=

530 мм; с =

60 мм;

d =

/' = / —

h =

50 мм;

l'n

=

/ ' -f- 6 3 А И / Л д =

50 +

ЗО X

X

0,05/0,15 =

60 мм. В данном случае деревянный

брусок

^же полки

крепежного

угольника, т. е. с<С Ь'. Расстояние от края полки крепежного угольника до бруска,

равное расстоянию от гладкой поверхности стенки

несимметричного профиля

набора

до боковой поверхности бруска, а = (Ь' — с)/2

== (75 — 60)/2 = 7,5 мм.

Радиус

га = а — 7,5 мм; гс = с + а = 67,5 мм (рис. 71, б). Расстояние от обшивки до вну­ тренней поверхности полки крепежного угольника hb= h-\- h — t = 160 +

+50 — 8 = 202 мм.

Остальные

размеры

конструкции,

коэффициенты

теплопроводности материалов

и другие исходные данные принимаем такими же, как в примере 6.

 

 

Определяем наибольшие радиусы дуг окружностей

и длины участков,

на кото­

рых тепловые

потоки движутся внутри области

стали:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГН

=

—

h'h

=

— 2 0 2 = 128,7 мм;

 

 

 

 

rh.

= — Ь' =

— 6 7 =

42,7 мм;

 

г,,, =

— Л' =

—

50 =

31,8 мм;

°

 

 

л

0

 

я

 

 

 

 

 

 

"

 

я

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

в *.Ь'

=

0

- -т)Н'ь={і-^-)

 

202 = 73,3 жж;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ' - І ) 6

о =

( l - | - ) 67 = 24,3 ^ :

 

 

 

 

 

 

6h,

=

( l —

h

'

=

( l —

5 0 = 18,2 мм.

 

 

Значения

 

отдельных

тепловых

 

потоков

берем

 

из

 

примера

6: qs —

= 0,0326

ккал/ч-°С;

 

qb^

0,01637

ккал!ч-°С;

^

=

0,00579

ккал/ч-°С;

qbo =

= 0,00346 ккал!ч-°С;

qh,b=

 

0,01723 ккал/ч-°С;

qs, ь =

0,0298

ккал/ч-°С.

 

Вычисляем недостающие тепловые потоки, проникающие через первый расчет­

ный участок

(рис. 71,6):

 

,

 

2 ( г А - с - а )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А +

2/п +

(с +

а )

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0,05

 

 

2(101,8 — 60 — 7,5)

=

„

 

 

 

.

о г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,00706

ккал1ч-°С;

 

 

 

 

 

 

160 -f2-110 +

- | - ( 6 0 + 7,5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чс =

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ - < с

+ 2«) +

А'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,06

 

 

 

 

 

=

0,0221

ккал/ч-°С;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0,06

+

2-0,0075) +

0,05

 

^

 

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,05

 

 

 

 

14--

0,15

 

 

 

 

 

 

 

 

</

=

 

Я и

зт

-

 

 

= 0,05

тт

 

^

= 0,00323

 

ккал/ч-°С.

 

 

а

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- ^ - я + / п

-5-7.5 + 110

Смотрите также файлы