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: 184
Скачиваний: 6
так |
и области |
изоляционного материала. Длина линии 1—1 в дере |
вянном брусе |
и зашивке практически равна (/ + 63)/cos а; длина |
|
той |
же линии |
в изоляционном материале —//cos а. |
Линейный тепловой поток зоны 1, отнесенный к единице раз
ности температур и проходящий через область |
дерева |
шириной с/2, |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
\ |
cos а |
/ |
|
|
|
, |
о п |
|
|
|
" |
|
— |
|
|
1 +636,\ |
|
— |
ккал/м-ч- |
С. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
cos а / |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Яд |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для |
зоны |
/ / линейный |
тепловой |
поток, |
идущий через |
область |
|||||||||
изоляционного |
материала, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1 |
/ я/? , |
Л |
с |
/ , , |
1 |
\ |
|
|
nR |
. . |
|
с а |
|
<?лЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J L + М |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|||
|
|
Яи |
|
|
|
Яд |
|
|
|
|
Яи |
Яд |
|
а н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где 6 = |
14- |
1/cos а. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Линейный коэффициент теплопередачи кл |
= |
2я (<7ЛС |
+ дл$). |
|
|||||||||||
Трубчатый пиллерс в квадратной зашивке |
с |
поперечным рас |
|||||||||||||
положением брусков обрешетника (рис. 94, в). Если |
бруски |
обре |
|||||||||||||
шетника |
расположены |
не вдоль, |
а поперек пиллерса, то изоляцион |
||||||||||||
ную конструкцию следует разбить по высоте |
на типовые расчетные |
||||||||||||||
участки. |
Вначале |
определяют |
коэффициент |
к л и |
для |
поперечного |
|||||||||
сечения |
/ — / через |
участок |
высотой |
sH, |
заполненный |
изоляцион |
|||||||||
ным материалом, затем — коэффициент |
k\.д |
для сечения |
1 ч е р е з |
||||||||||||
участок |
высотой sA, содержащий деревянный |
брусок, и, наконец, — |
|||||||||||||
средний линейный коэффициент теплопередачи для всего изолиро
ванного |
пиллерса: |
|
|
|
|
|
кл |
= |
* л - н 5 и Х к л - ^ |
ккал/мч-°С. |
(233) |
|
|
|
5 И + 5 Д |
|
|
Обычно шаг брусков |
обрешетника |
по высоте |
пиллерса s — sH + |
||
-)- sfl |
0,5 -І- 0,8 м, |
а |
высота брусков sn = 0,07 м. |
||
Расчетная схема |
для сечения / — / показана |
на рис. 94, г. При |
|||
квадратной зашивке угол а = 45°; половина стороны квадрата А —
-R + / + б3 .
Линейный коэффициент теплопередачи через первый характер
ный участок, выделяемый |
сечением / — I , |
|
|
|
||
|
~(2nR |
+ 8A) |
|
|
||
^л.и — |
|
|
|
|
|
|
т (1+ |
~ R ) , т ( б э |
+ i o § V ) _,_ j _ |
|
|||
Яи |
1 |
|
Яд |
1 а н |
|
|
= |
Я и ( я ^ + |
4Л) |
|
|
(234) |
|
1,207/П1 + 0,207/? + |
б э а |
' |
||||
|
||||||
где |
/ п 1 |
— приведенная толщина |
изоляции |
(/п 1 |
= / + 6Э. 3 = |
' |
+ |
+ |
б3 Я,и Дд); б э а — толщина эквивалентного |
изоляционного |
слоя |
||||
(в |
м), |
заменяющего термическое |
сопротивление |
теплоотдаче |
(6^ |
= |
|
= V«H)-
|
Коэффициент kj, для трубы в квадратной изоляции можно также |
||||||||||||||
вычислять по следующей |
приближенной |
формуле |
[33]: |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
л |
~ _ | _ . |
1.08 |
(R + ln) |
j |
. |
1 |
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
2лА„ |
|
R |
' |
а„8(/? + |
/ п ) |
|
|
|
|
||
|
Значение k„.и |
по выражению (234) |
получается примерно на |
15% |
|||||||||||
больше. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Линейный коэффициент теплопередачи |
&л.д |
для второго |
участка, |
|||||||||||
выделяемого |
сечением / / — / / , |
можно |
определить |
по |
той |
же самой |
|||||||||
формуле (234), только вместо толщины / п 1 |
в эту формулу следует под |
||||||||||||||
ставить значение |
приведенной |
толщины изоляции |
в сечении |
II—//, |
|||||||||||
равное / п а = |
(/ + |
б3 ) ^Ад- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Трубчатый пиллерс в квадратной зашивке с брусками обрешет |
||||||||||||||
ника, |
установленными на |
сухарях поперек |
пиллерса (рис. 94, |
|
д). |
||||||||||
В этом случае средний линейный коэффициент |
|
теплопередачи |
kn |
||||||||||||
надо |
определять |
по формуле (233), а линейный |
|
коэффициент &л . и |
|||||||||||
для поперечного |
сечения |
/ — / |
— по формуле |
(234), в которую |
сле |
||||||||||
дует |
подставлять |
свое значение половины стороны |
квадрата А |
= |
|||||||||||
= |
R |
+ d + |
/ + |
63 и приведенной толщины изоляции |
/ п 1 = |
d + |
I -{- |
||||||||
+ |
&Ли Ад (где d — высота |
деревянного |
сухаря, |
м). |
|
|
|
|
|||||||
|
Расчетная схема для второго периодически |
повторяющегося |
|||||||||||||
участка, выделяемого сечением / / — / / , |
изображена |
на рис. 94, |
е. |
||||||||||||
Линейный тепловой поток зоны /, проходящий через деревянный сухарь,
|
|
с |
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
q ™ - d - н + 63 , і • |
|
|
|||
|
Яд |
1 |
ctH |
|
|
Поток зоны / / |
|
|
|
|
|
4 - ( g - + ' - ' ) |
|
|
|||
т ( " + - ш г - " ) |
, 1<' + Ч | + т ; Ь - ) |
, і |
|||
Яи |
1 |
|
Яд |
|
а н |
1 |
/ n R |
. |
\ |
|
|
l,207rf + 0,207fl , |
1,207 |
(I + б3 ) | |
1 |
' |
|
Яи |
' |
|
Яд |
а н |
|
Линейный коэффициент теплопередачи для сечения / / — / / &л. д =
= 8 ІЯлс + Ялн)-
Двутавровый пиллерс в прямоугольной зашивке (рис. 95, а).
Расчетный участок (четверть сечения пиллерса) изображен на
рис. 95, б. |
На этом же рисунке показаны упрощенные линии тока |
и разбивка |
на зоны. |
Линейный тепловой поток зоны /, выходящий из наружной поверхности полки двутавра шириной Ь/2,
Рис. 95. Двутавровый пиллерс в прямоугольной зашивке.
/ — пиллерс; 2— и з о л я ц и о н н ы й материал; 3—два с л о я сосновых досок; |
4—гидро |
з а щ и т н а я п л е н к а |
|
Для зоны / / линейный поток, идущий от кромки полки профиля толщиной t,
- L(2< + / + 83 )
Тепловой поток |
зоны / / / |
выходит |
из внутренней поверхности |
полки шириной у = |
(Ь — f)l2. |
Линию |
тока 3—3, идущую из вну |
треннего угла профиля, можно проводить по дуге эллипса с отноше нием полуосей у/х = 1,6 и по прямой. Ширина наружной поверх
ности зоны |
/ / / , через которую тепловой поток поступает в рефриже |
|||
раторный |
трюм, |
х = у/1,6. При |
указанном отношении |
полуосей |
по формуле (132) |
четверть длины |
эллипса равна L74 = ах |
= 2,07х |
|
(см. табл. 10). Таким образом, линейный тепловой поток этой зоны
Олу ~ ^и j ' •
1„ + - у 2,07х + б э а
Линейный тепловой поток зоны IV выходит из стенки профиля высотой hi2 — /;
|
|
JL(h_2t-x) |
|
|
Qnh — К —і |
• |
|
|
— |
(2,07* + //) +l„ f вэа |
|
Линейный |
коэффициент |
теплопередачи |
kn — 4 {qnb f qnt -\- |
Точность предлагаемого метода составляет |
5—45%. |
||
Деревянные |
бруски обрешетника увеличивают коэффициент kn |
||
на 15—30%. Металлические крепежные детали можно учитывать увеличением общего линейного коэффициента теплопередачи на 2—3%. Термическими сопротивлениями стального тела пиллерса, дюралюминиевой зашивки, металлической сетки и пленки можно пренебрегать.
ГЛАВА
УЧЕТ СОЛНЕЧНОГО ОБЛУЧЕНИЯ.
ПРИТОК ТЕПЛА ПО ПЕРИМЕТРАМ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПАЛУБ И ПЕРЕБОРОК.
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ ПИЛЛЕРСЫ
Учет солнечного облучения
В настоящее время радиацию учитывают на основании максимального значения интен сивности солнечного облучения, что преуве личивает тепловые нагрузки на холодильные установки рефрижераторных судов и систем кондиционирования воздуха.
Здесь |
обосновывается |
необходимость |
учета радиации исходя не из |
максимального, |
|
а из среднесуточного значения |
интенсивности |
|
солнечного облучения [56]. Рекомендуются численные значения этой величины. Кроме того, определяются температуры стальной палубы и борта с учетом отвода тепла в воду. При решении задачи об изменении темпе ратуры по ширине палубы и высоте борта учитывается различная интенсивность облу чения горизонтальной и вертикальной по верхностей.
Поступление тепла через наруж ные поверхности судна вследствие солнечного облучения. Наружные по верхности судна подвержены воз действию прямой, рассеянной (ат мосферой) и отраженной (поверх ностью моря) солнечной радиации. Обычно исходной величиной для рас чета служит интенсивность суммар ного солнечного облучения / в за данном районе плавания для наи
более |
жаркого |
месяца. |
Интенсив |
|||
ность |
солнечной |
радиации |
/ |
|||
(ккал1мг-ч) представляет |
собой |
пол |
||||
ное |
количество |
лучистой энергии, |
||||
падающей |
на единицу |
|
поверхности |
|||
в единицу |
времени. |
|
|
|
||
Часть лучистой энергии отра жается в окружающее пространство, а остальная часть є поглощается по верхностным слоем и превращается в тепло (е—коэффициент поглощения). Поглощенное тепло є/ нагревает облу чаемую поверхность судна, отчего средняя температура поверхности tcp становится более высокой, чем тем пература наружного воздуха 6Н. Поэтому полное количество тепла Qn , проникающего через изолирован ную поверхность в охлаждаемое
помещение, определяется не температурой окружающего воздуха 0Н,
а температурой самой поверхности tcp: |
( |
|
Qni = * H ' c P i - e ) F i , |
(235) |
|
*
где «і — неполный коэффициент теплопередачи через изоляцию ограждения (без учета термического сопротивления теплоотдаче 1/ан от наружной поверхности к окружающему воздуху), определяемый
формулой fei = — |
— |
(kt — полный |
коэффициент |
тепло |
ві |
а н |
|
|
|
передачи); В — температура воздуха внутри судового помещения, °С;
Fj — |
поверхность, непосредственно |
освещаемая" солнечными |
лу |
чами, |
м2 *. |
|
|
Таким образом, для определения полного теплового потока |
Qn |
||
следует найти среднюю температуру наружной поверхности судна |
tcp. |
||
Пренебрегая отводом тепла в воду |
по стальной обшивке судна, |
||
найдем постоянную температуру в , которую имела бы в этом случае облучаемая поверхность (при указанном условии в — / с р ) .
Повышение температуры наружной поверхности приводит к об ратной отдаче окружающему воздуху конвекцией и излучением значительной части (<?') поглощенного тепла (Qc ). Остальная часть (Qn ) поглощенного тепла проникает в помещение через изоля
цию поверхности. |
Следовательно, |
уравнение теплового баланса |
||
без учета ухода тепла в воду можно записать в виде |
||||
|
|
Qd = Qi + Qm |
|
|
или |
|
|
|
|
e i № = |
«„ ( Є І - |
9Н) Fx + |
k\ ( в , - |
6) F,. |
Отсюда находим температуру |
поверхности |
|||
|
е |
в1 /1 + а,Єн + *;е |
„ с |
|
|
|
« н |
+ к 1 |
|
Полагая в формуле (235) tcpl = в х и раскрывая k\, после преоб разований получаем следующее выражение для полного теплового потока:
Qm = |
4hFi |
+ К (Єн — Q)F1 = Qpl |
+ QT 1 . |
В последнем выражении |
член в т 1 учитывает |
обычную передачу |
|
тепла через |
палубу, вызываемую разностью между температурами |
||
наружной |
и |
внутренней сред. Температурный поток QT l |
обычно |
известен |
из |
предыдущих расчетов. Член Q p l определяет |
дополни |
тельное поступление тепла вследствие солнечного облучения: |
|||
|
|
QP i = тг Є і / і / 7 ! ккал/ч. |
(237) |
* Здесь и дальше нижним индексом «1» отмечены величины, относящиеся к па лубе, а индексом «2» — к надводному борту.
