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: 199
Скачиваний: 6
s'
|
: ч ' • ' • ч ^ ' ^ ; . : ' ^ ' ' ' : v ; • • / . • ; ; ' ^ : • v |
' |
|
|
• 0 |
0 |
|
і |
|
1/ |
0 |
|
|
|
|
||
|
|
'• •. ' |
1 |
• |
|
|
і |
• . • • ' . і ' / . |
I |
:VjJ'.":';V-"/.':"' |
I |
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
|
В |
|
і |
|
|
0 |
в |
• . |
|
|
|
v:-.S '/7' |
Рис. |
78. Расчетные схемы для участка съемного бимса, расположенного между сухарями |
(а), участка съемного бимса, |
|||
|
содержащего сухари (б), для лючины в продольном сечении / — / (в) и в поперечном |
сечении / / — / / (г) |
|||
сухарями |
(рис. 78, а). Зона |
/ |
имеет ширину |
Ь/2. Тепловой |
поток |
|||||||||||||
в |
этой зоне, |
отнесенный |
к |
единице |
разности |
температур, |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Яи |
|
|
Яд |
|
|
|
|
|
|
где / — толщина |
изоляционного слоя, |
покрывающего |
полку |
бимса |
||||||||||||||
на участке с сухарями, м; бс — толщина сухаря для крепления |
дере |
|||||||||||||||||
вянной зашивки, |
м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Тепловой |
поток зоны |
/ / , |
выходящий |
из |
кромки |
полки |
бимса |
||||||||||
толщиной |
/, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
__ |
|
|
t |
4- |
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
°* — |
21 + 2 б с + п 4- t |
|
2 б 3 |
' |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Яи |
|
|
|
Яд |
|
|
|
|
|
где п — толщина изоляционного слоя, покрывающего кромку |
полки |
|||||||||||||||||
бимса |
(равная |
толщине сухаря |
для крепления нижнего обвязочного |
|||||||||||||||
бруса), м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
В зону |
/ / / |
тепловой поток |
проникает |
через внутреннюю |
поверх |
||||||||||||
ность полки бимса шириной у' = |
(Ь — /)/2. Длина |
малой |
полуоси |
|||||||||||||||
эллипса, |
|
направленной |
параллельно |
стенке, |
х' = |
у'/1,9. |
|
Длина |
||||||||||
большой |
полуоси |
эллипса, проходящего |
в обвязочном |
брусе, |
уъ — |
|||||||||||||
= |
х |
+ |
t + I. Малая полуось |
Хз — уз/2,5. Тепловой |
поток |
этой |
||||||||||||
зоны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У' + |
* З |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
2п -J- 2,33х' |
, |
t |
I |
2,SC |
• 2,S3 |
. 2,НЬх'' |
|
" |
|
(167) |
|||
|
|
|
|
|
|
Яи |
|
1 |
|
|
|
|
Яд |
|
|
|
|
|
|
Тепловой поток, образующий зону IV, |
поступает от нижней |
части |
|||||||||||||||
стенки бимса высотой h—g—с—где |
|
с — ширина сухаря для |
креп |
|||||||||||||||
ления |
верхнего обвязочного |
бруса; g — расстояние до этого |
сухаря |
|||||||||||||||
от верхней полки стального бимса. Длина большой полуоси эллипса
УІ = |
h -{- I — g — с, длина |
малой полуоси |
Xj == yj2,5. |
Тепловой |
|
поток |
этой зоны |
|
|
|
|
|
qhH |
h — g — c—t 4-х"» — х'п |
(168) |
||
|
= |
d , 2,88x3 + 2 б с |
г/ , |
||
|
|
2,33*' + п + |
+ 2 б 3 2 , 8 8 ^ 4 |
|
|
|
|
Яи |
|
Яд |
|
где d — толщина сухаря для крепления верхнего обвязочного бруса. В зону V тепловой поток проходит через участок стенки бимса высотой g + с. Большая полуось эллипса у$ — h -f- / — g, малая
х 5 = г/5/2,5. Тепловой поток
Ян |
|
g |
+ |
c + xl— х\ |
|
d 4- V<P + |
g a |
, |
2 , 8 8 х 4 4 - 2 б с 4 - 2 6 3 + 2,88л;5 |
||
|
|||||
|
Яи |
1 |
|
Яд |
В зону VI тепловой поток входит через участок верхней полки бимса шириной d. Ширина внутренней поверхности этой зоны вырож дается в точку. Тепловой поток
я , = |
І |
у, |
. |
(169) |
+ |
2 ( 2 , 8 8 , 5 + |
б с + б 3 ) |
|
|
Я и |
|
Я д |
|
|
Тепловой поток зоны VII, проникающий через наружную поверх ность обвязочного бруса шириной ct,
^ |
С 1 |
+ |
с2 |
~ |
ХЪ |
|
|
|
*g + 2,88*s 4- б с + б 3 |
+ ] |
/ |
> |
+ |
/ + |
6 С + 8 3 ) 2 4- (с2 - |
сху ' |
( 1 7 0 ) |
где с 3 — ширина внутренней |
поверхности |
обвязочного |
бруса. |
|
||||
Чтобы учесть термическое сопротивление стального бимса, те потоки тепла, которые выходят из бимса, следует умножить на отно сительную разность температур Тб = — ^ (где t6 — средняя
температура в теле бимса; tB — температура на внутренней поверх ности). Для изолированного съемного бимса Тб = 0,93.
Коэффициент теплопередачи для изоляции съемного бимса на участке между сухарями
кб.н = \ [Тб (Яь + Яг + Яу + Яня + Ян) + Яа + ЯА-
Вычислим коэффициент теплопередачи £б .д для участка изоли рованного съемного бимса, содержащего сухари (см. рис. 78, б).
В зоне / тепловой поток
-6/2
|
|
4 b |
~ I . |
бс + |
б |
* |
|
|
|
Я и |
Яд |
|
|
Поток зоны / / |
|
|
|
t 4-й |
|
|
|
Яі |
|
|
|
|
|
|
д |
21 4- 26с + 2 б 3 4- п + t " |
||||
Проникающий |
через сухарь шириной |
с тепловой поток зоны V |
||||
q°~ |
д |
2d + |
2,88*4 + |
2 б с + |
26 3 + 2,88*5 |
|
В зону VI тепловой поток поступает от участка стенки бимса высотой g. Ширина внутренней поверхности этой зоны равна нулю;
я& |
|
а |
|
d 4- V~¥T¥ + |
2 ( 2 . 8 8 * 5 + «с + б э ) _ |
||
|
|||
|
Я и |
Яд |
Тепловые потоки qy, qhli, |
qd и qs, проходящие через зоны / / / , |
IV, VII и VIII, определяем |
соответственно по формулам (167) — |
(170). |
|
Коэффициент теплопередачи через съемный бимс на участке, содержащем сухари,
кб. д = 4 " 1Тб (ч'ь +ЯІ + ЧУ + Яп* + Цс + qt) + qd + <7s] •
Средний коэффициент теплопередачи для всего изолированного съемного бимса
уі, , |
кь. и 5 и -\~ |
&б. д 5 д |
6 |
S H + |
SR |
Определим коэффициент теплопередачи через лючину k„ в про дольном сечении / — / (см. рис. 78, в).
Зона / имеет ширину (sJ2 — с'), где с' — ширина большой грани обвязочного бруса с наклонной боковой поверхностью. Тепловой поток этой зоны, проходящий через изоляционный слой толщиной т, вычисляем по выражению (130):
1
|
Ширина |
наружной поверхности |
зоны |
I I snII |
= |
c', |
внутренней |
||||||
sB / / = |
c" (где |
с" — ширина узкой грани обвязочного бруса), средняя |
|||||||||||
ширина этой |
зоны s / / =(s I ) / / + |
sB |
7 / )/2 = (с' + |
с")/2. |
Длина линии тока |
||||||||
/—1 |
в области дерева |
6 д 1 = |
2б3 |
+ т; длина линии тока |
2—2 равна |
||||||||
б д 2 |
= |
|^(263 + т)2 |
— (с' — с")2 ; средняя длина линий тока в зоне / / |
||||||||||
б д / / |
= |
(бді + |
бд 2 )/2 |
= |
[2б3 + |
т |
+ У'(2б3 + т ) 2 + |
(с' |
- с " ) 2 ] / 2 . Теп |
||||
ловой |
поток |
зоны |
/ / , |
поступающий |
через |
широкую |
грань обвязоч |
||||||
ного бруса, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
0 = 1 - ^ 1 |
= 1 |
|
|
С' |
+ |
°" |
|
|
(171) |
||
|
|
|
Д |
\ и |
Д 2б3 + т + |
^ ( 2 б 3 |
+ |
mf + |
(с' - |
c"f * |
|
||
Коэффициент теплопередачи можно вычислять по общей формуле |
|||||||||||||
(131), |
полагая Тп |
= 1, потому |
что |
лючину не |
прорезает стальная |
||||||||
балка. |
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К=-т(Я* |
|
+ Яс). |
|
|
|
(172) |
||
Пример лючины подтверждает необходимость и удобство введе |
|||||||||||||
ния |
в |
расчет |
средней |
ширины |
зоны и |
средних |
длин линий тока, |
||||||
так как при этом предлагаемый зональный метод позволяет рассчи тывать и такие конструкции, у которых не равны наружные и вну тренние поверхности.
Общий коэффициент теплопередачи для продольного сечения / — /, учитывающий передачу тепла через съемный бимс и лючину,
где s = s6 + s„.
266
Найдем |
коэффициент теплопередачи |
k' в |
поперечном |
сечении |
|||
/ / — / / , |
проведенном |
через стык лючин |
(см. рис. 78, г). |
|
|||
Зона |
/ |
обладает |
шириной, равной |
is' |
—(с' |
+ с")]/2. |
Тепловой |
поток в |
этой зоне |
|
|
|
|
|
|
~W - (С + с»)]
|
|
|
|
Яд |
Я и |
|
|
|
Тепловой поток qc |
через зону / / |
можно |
вычислять |
по |
формуле |
|||
(171), а коэффициент |
k' |
— по |
зависимости |
(172), заменяя |
ширину |
|||
лючины |
s„ ее длиной |
s'. |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопередачи для изолированного участка лю |
||||||||
чины, |
расположенного |
между |
обвязочными брусьями |
(т. е. для |
||||
плоской многослойной стенки, соответствующей заданной конструк ции лючины в поперечном сечении),
^ 0 = — J |
. |
|
(173) |
2б3 ^_ |
т_ |
4 |
' |
Яд |
Я и |
|
|
Добавочный коэффициент теплопередачи, учитывающий тепловое
влияние обвязочных брусьев в поперечном сечении |
/ / — / / , |
|||
Ak' |
= k' — k0. |
(174) |
||
Средний коэффициент |
теплопередачи грузового |
люка в целом |
||
kcp |
= |
k + |
Ak'. |
(175) |
Предлагаемый метод дает |
для |
съемных бимсов |
положительную |
|
погрешность, равную 2—18%, а для изолированных деревянных крышек отрицательную, составляющую 1—5%.
Иногда грузовой люк закрывают только деревянными изолиро ванными крышками (т. е. закрытие не содержит стальных съемных бимсов). Такие конструкции следует рассчитывать аналогично изо ляции лючин.
Изоляция комингсов люков рассчитывается так же, как изоля ция основных поверхностей судна (бортов, переборок, палуб).
При ориентировочных расчетах влияние люков можно оценивать надбавкой к коэффициенту теплопередачи kn той палубы, которая содержит люк. Численное значение надбавки можно брать равным относительной площади люка фл = 0,08н-0,11. Тогда осредненное значение коэффициента теплопередачи для палубы и люка
А„.л = (1+Фл)*„ = (1,08ч-1,11)*п .
Точно так же можно учитывать относительное увеличение коэф фициента теплопередачи всевозможными металлическими подвес ками и деталями для крепления рассольных труб, воздушных ка налов и перевозимого груза. Влияние этих подвесок и деталей можно оценивать надбавкой в 5—12% к коэффициенту теплопередачи той палубы, к бимсам которой прикреплены трубы и груз.
