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

Пиллерс, изолированный рибандом, в случае пренебрежения терми­ ческим сопротивлением теплоотдаче со стороны оголенной поверх­ ности его (см. рис. 108). Сопротивление теплоотдаче всегда лучше учитывать. Этим сопротивлением иногда можно пренебрегать только в случае вынужденного движения воздуха при воздушной системе охлаждения трюмов, когда коэффициент а достаточно велик. Обычно же им пренебрегают просто для упрощения вида расчетных формул.

Если сопротивление теплоотдаче можно не учитывать, то в общее решение необходимо последовательно подставлять а л 2 = оо и Р 2 =

— оо.

Тогда в рассматриваемом частном случае

^i = e + ( 9 K - 9 ) s h ^ - x ) ; . 2 = Є;

пературные трубки, шпигаты, через подвески для крепления пере­ возимого груза, охлаждающих змеевиков, воздушных каналов, а также через другие металлические детали, полностью прорезающие изоляцию и примыкающие к стальным стенкам помещения.

В приблизительных расчетах можно просто принимать тепловой поток, проходящий через один конец пиллерса или мачты при раз­ ности температур в один градус, q = 0,5—1,0 ккал!ч-°С Тепловой поток q через одну температурную трубку, шпигат, подвеску для крепления перевозимого груза, охлаждающих батарей, воздушных труб, а также через один капилляр дистанционного термометра и другие мелкие неизолированные металлические детали можно при­ нимать приблизительно равным 0,1—0,5 ккал1ч-°С (в зависимости от сечения Fc).

Определение температур головок и ножек пиллерсов. Во всех слу­ чаях температуру головки или ножки пиллерса следует принимать равной температуре палубы или настила второго дна в месте уста­ новки пиллерса.

Если с внешней стороны концевой палубы нет изоляционного покрытия или деревянного настила, то температуру ее можно брать равной температуре наружного воздуха. Температуру палубы, освещаемой солнцем, необходимо определять по формулам, полу­ ченным выше при учете солнечного облучения (см. § 18 и 53).

Температуру концевой палубы в , с обеих сторон которой имеется изоляция или деревянный настил, надо вычислять по формуле (246)

или (247): 6 = k'°, + KJ °С (обозначения см. на рис. 107, а).

Температуру промежуточной палубы в месте примыкания к ней пиллерса можно находить по формулам, которые были получены при определении количества тепла, поступающего по периметрам промежуточных палуб и переборок (§ 54).

Пример 20. Определить количество тепла, которое проникает в трюм через пиллерс, изолированный полностью по всей высоте, при различных температурах на его концах (см. рис. 107, а).

Количество тепла Qr , которое проникает в трюм через головку пиллерса, при­ мыкающую к теплой палубе, рассчитываем по выражению (341):

Qr = Q (Q'K — 9) = 0,605 (25 — 0) = 15,2 ккал/ч.

По этому же выражению, но подставляя другой перепад температур, опреде­ ляем тепловой поток, который поступает в верхний трюм через ножку пиллерса, примыкающую к промежуточной палубе:

QH = q (9 К — Є ) = 0,605 (2 — 0) = 1,21 ккал/ч.

Общее количество тепла Q0 , проникающего в рефрижераторный трюм через два конца пиллерса, находим по формуле (328):

Qo = Qr + QH = 15,2 + 1,21 = 16,4 ккал/ч.

В дальнейшем количество тепла Q 0 нужно умножить на общее число пиллерсов, установленных в данном трюме и работающих при таких же перепадах температур.

Определение высоты рибанда на пиллерсе. Высоту рибанда на пиллерсе можно определять так же, как его ширину на промежуточ­

отношение характеристик для двух участков пиллерса (А = -1^-) .

Назначив температуру внутри стального пиллерса у конца ри­ банда tR, высоту его можно установить численным подбором такого значения R, которое удовлетворяет уравнению (346). Или же в коор­ динатах w — R можно построить график изменения левой части уравнения (346) w = С [A ch p\tf + sh p\tf th p s (Я — /?)], а за­ тем найти точку пересечения построенной кривой с прямой W = А , соответствующей правой части уравнения (346). Эта точка и опре­ делит нужную ширину рибанда R.

Если 6 2 (Я — R) 2,5, то th В2 (Н — Я) «* 1. При этом усло­ вии трансцендентное уравнение (346) можно свести к квадратному алгебраическому. Для этого гиперболические функции вначале сле­

лерса и его середины ( 0К — 9 ), т. е. в данном случае относительный перепад = 0,2. Отсюда tR =--= 6 + 0,2 ( Єи — Є).

При х — И температура t% достигает значения 8 лишь у пил­ лерсов достаточно большой высоты. Однако для упрощения расчета можно принимать, что температура посередине стального пиллерса практически не отличается от температуры помещения 0.

'горой эти металлические детали прикреплены, оценивать специаль­ ной надбавкой (§ 48).

Относительное увеличение коэффициента теплопередачи сталь­ ными крепежными планками, иногда прорезающими изоляцию лишь в отдельных местах, всегда следует рассчитывать, пользуясь при­ ближенным зональным методом (см. примеры 8—10), или учитывать

Таким образом, рассмотренные методы расчетов не учитывают непосредственное влияние лишь крепежных деталей, а также воз­ можных дефектов монтажа изоляции, способствующих ее увлажне­ нию и продуванию сухим воздухом.

Относительное увеличение коэффициента теплопередачи вслед­

циент теплопередачи всего на 0,3—0,8% . Крупные крепежные детали (приварные шпильки, болты, зажимы, скобы и т. д.) влияют больше, чем гвозди, но значительно меньше, чем стальные крепежные планки, имеющие большие размеры. Очевидно, что § г •< (5кр <^ 6П . Поэтому максимальное значение поправочного коэффициента, учитывающего совместное влияние крупных и мелких металлических крепежных деталей, можно назначать равным Р к р = 1,02 4-1,03.

Изоляция может иметь монтажные дефекты — неровности, щели, пустоты, в которых образуются конвективные токи воздуха, и др. Некоторые дефекты могут возникать и в процессе эксплуатации судна вследствие различных деформаций его корпуса. На основании имеющегося опыта коэффициент перехода от расчетного значения коэффициента теплопередачи к действительному, называемый коэф­ фициентом запаса на дефекты монтажа и продуваемость изоляции, достаточно принимать равным Р 3 = 1,084-1,12.

Коэффициент запаса (33 обычно назначают в результате сравнения расчетного коэффициента теплопередачи k с его опытным условным усредненным значением, которое вычисляют по выражению

^уср = ц—— ккал/м2 ч°С,

где QT p — среднее количество холода, поданного внутрь всего рефри­ жераторного трюма в час за время поддержания в нем постоянной температуры, ккал/ч; Fi — наружная поверхность отдельной изоли­ рованной стенки трюма, м2; Atcp[ — соответствующий отдельной поверхности средний измеренный перепад температур, °С.

Величину Qx p , равную количеству тепла, которое передано через изоляцию, определяют на основании результатов испытания судовой холодильной установки путем анализа ее тепловой нагрузки. Обычно QT p равно количеству холода, выработанного компрессорами, за вы­ четом потерь через изоляцию трубопроводов и аппаратов, а также

случаев, когда не хватает производительности холодильных машин. При определении этого опытного отношения (В3 = kycplk) не всегда тщательно учитывалось влияние рамного набора (карлингсов, стрин­ геров и т. п.), а также других элементов корпуса судна. Так как пред­ лагаемые методы расчета судовой изоляции, по сравнению со спо­ собом А. Е. Ниточкина, учитывают все факторы, отличающие рас­

для всех стенок, не может служить надежным критерием для исклю­

стенки. Поэтому в будущем необходимо провести натурные испыта­ ния самой изоляции непосредственно на борту судна с помощью специального измерителя тепловых потоков. Результаты таких изме­ рений коэффициента £ д позволят также выявить влияние эксплуата­ ционного увлажнения теплоизоляционного материала и уточнить поправку на влажность В в л .

Поправочные коэффициенты В к р и В3 можно вводить либо сразу после окончательного вычисления среднего значения kcp для всей отдельной изолированной поверхности, либо при определении теп­ ловой нагрузки на холодильную, кондиционирующую или отопи­ тельную установку.

Таким образом, действительный коэффициент теплопередачи можно назначить по соотношению

Общая погрешность расчета. Относительная погрешность 8kR определения действительного коэффициента kR складывается из погрешностей сомножителей:

циентов 6к р и 63; 8k — погрешность принятого метода расчета коэф­ фициента теплопередачи.

Наилучший из рассмотренных методов — расчет по диаграммам, полученным методом аналогии (гл. V), — дает погрешность вычисле­ ния среднего значения коэффициента теплопередачи 8k для всей от­ дельной стенки (с учетом влияния пересекающихся элементов рам­ ного и обычного набора) около 2—7% (§ 40). Методы расчета су­ довой изоляции (гл. IV, V, § 54) не всегда учитывают уменьшение тепловых потоков при их наложении. Поэтому погрешность расчета чаще всего оказывается положительной (а не отрицательной).

При вычислении коэффициента k значение коэффициента тепло­ проводности изоляционного материала %к считается постоянным.