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

Дополнительное количество тепла (по сравнению с обычным температурным потоком), вносимое солнечной радиацией, можно находить по выражению

QP=Qn-Q? = k*(tcp-Q)F-k(QH-Q)F.

Теперь выведем уравнения, описывающие распределение темпе­ ратур в палубе и борте, tx = f1 (х) и t2 = f2 (х), пользуясь которыми найдем средние температуры tcpl и tcp2.

где В — размер, перпендикулярный к плоскости чертежа, м.

По закону Фурье количество тепла, поступающего в паралле­ лепипед через левую грань б с 1 5 ,

Qi = — К ^-Ьс1В.

Количество тепла, уходящего из рассматриваемого объема вслед­ ствие теплопроводности через правую грань,

Q{" = Q'l + dQu

где

Количество тепла, отдаваемого наружному воздуху лучеиспу­ сканием и конвекцией верхней гранью параллелепипеда dx-B,

Qi = осн (tx — 8Н) dx • В.

Полное количество тепла, проникающего в охлаждаемое поме­ щение через изоляцию нижней грани,

Qta=k\(t1 — Q)dx-B.

Подставив приведенные выражения в уравнение теплового ба­ ланса, получим линейное неоднородное дифференциальное уравне­ ние второго порядка с постоянными коэффициентами:

0 Х — постоянная температура, определяемая формулой (236), которая установилась бы в стальной палубе, если бы она не имела теплового контакта с бортами судна.

Общее решение полученного дифференциального уравнения, описывающее изменение температуры на половине ширины палубы L, имеет вид

^ = @1 -|- d ch fax + С2 sh fax.

Аналогичным образом можно составить дифференциальное урав­ нение для надводного борта высотой Я и найти его общее решение, описывающее распределение температуры по высоте борта:

которую имел бы стальной борт, если бы тепло не уходило по палубе и борту в воду. '

Для стальной обшивки корпуса судна в большинстве случаев

по стальной обшивке судна всегда можно пренебрегать. Следова­ тельно, для учета солнечного облучения во всех случаях вместо полученных точных формул можно употреблять простые прибли­

Тепло проникает в рефрижераторные трюмы не тол ько непосред ственно через их стенки, но также и через края промежуточных палуб и переборок.

Промежуточными называют такие палубы и переборки, которые разделяют смежные охлаждаемые или отапливаемые помещения

(рис. 97). Вследствие высокой теплопроводности стали промежуточ­ ные стенки, непосредственно примыкающие к теплым или холодным бортам, переборкам, палубам и днищу, играют роль тепловых мости­ ков. От наружных нагретых поверхностей судна тепло проникает внутрь теплопроводного стального настила промежуточной палубы,

помещения. Распространение тепла от контуров промежуточных палуб и переборок показано стрелками на рис. 97.

На крупных рефрижераторных судах количество тепла, прони­ кающего через промежуточные стенки, достигает 10—20% общего притока тепла через изолированные стенки. Поэтому промежуточные палубы и переборки тоже необходимо изолировать. Иногда их изо­ лируют со стороны набора полностью, а с гладкой стороны лишь частично — полосой, имеющей ширину около 0,5—1,0 м и называе­ мой рибандом. Рибанд укладывают по всему периметру промежуточ­ ной стенки (см. рис. 97). Его применяют с целью увеличения вмести­ мости трюмов.

Для уменьшения притока тепла по периметрам при разных тем­

расчету математическим путем. В зависимости от способа изолиро­

и воздухом в помещении (т. е. от значения а) расчетные формулы получаются различными.

Рассмотрим вначале общее решение задачи при стационарном тепловом режиме [57]. При этом найдем закон изменения темпера­ тур в стенке и выведем новые формулы для определения количества тепла, проникающего вдоль нее как в оба смежных трюма, так и отдельно в каждый трюм.

Из общего решения, приводимого ниже, вытекают некоторые расчетные формулы, полученные ранее Е. Б. Иозльсоном и А. Е. Ни­ точкиным [65, 25], как частные случаи.

Общее решение. Общим будет решение задачи для промежуточ­ ной стенки, имеющей с одной стороны сплошную изоляцию, а с дру­ гой — рибанд, когда температуры в смежных помещениях 0 раз­

Условимся отмечать величины, относящиеся к первому помеще­ нию (с температурой 9'), расположенному со стороны рибанда, одним штрихом; ко второму помещению (с температурой 9"), распо­ ложенному со стороны сплошной изоляции, двумя штрихами; к пер­ вому участку палубы (или переборки) от обшивки корпуса до конца рибанда шириной R (т. е. при 0 < х < R) нижним индексом «1»; ко второму участку палубы от конца рибанда до ее середины шири­

Рис. 97. Схема распространения тепла от периметров промежуточных палуб и переборок