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: 159

Скачиваний: 6

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

 

 

 

Н а р у ж н а я

 

 

 

с р е д а ил и

Н а и м е н о в а н и е

 

 

с м е ж н о е по ­

п о м е щ е н и я

Н а и м е н о в а н и е о г р а ж д е н и я ил и к о н с т р у к т и в н о г о

м е щ е н и е и

и т е м п е р а т у р а

т е м п е р а т у р а

в о з д у х а в не м

 

у з л а к о р п у с а с у д н а

с в н е ш н е й

'в- ° С

 

 

стороны ог ­

 

 

 

р а ж д е н и я

 

Стык

промежуточный палубы с левым и

Наружный

 

правым

бортами

воздух; / н 1

Д л и н а

п е р и ­

метра

про ­

м е ж у т о ч н о й стальной стенки Р, м

2РП. б

 

Вспомога­

Стык промежуточной палубы с носовой

тельные

переборкой

помещения;

 

^НЗ

Продолжение табл. 14

 

 

 

 

С у м м а р н ы е т е п л о -

 

 

Приток

теп ­

п р и т о к и п о м е щ е н и я

Л и н е й н ы й продольный тепловой поток Q ккал/м-ч,

ла п о п е р и ­

через к о р п у с с у д н а

метрам

«= SQT + SQP +

по ф о р м у л е (315 )

 

 

«п = V . + 2 «п + 2 « п и л .

 

 

ккал/ч

 

ккал/ч

-Г^-Сні + А/р

'B)th Р в -м / ?

2QJiPn.

б

 

Рв • П1

Z

 

 

 

Рв. П1

z

2<2л бі

 

 

 

 

Трюм /

 

 

 

 

 

 

 

 

(см.

 

 

 

 

 

 

 

 

рис. 109);

Сопряжение промежуточной переборки со

Забортная

В 2

+ 2 В 3

 

вторым

дном

 

 

вода;

tm

 

 

 

 

 

Стык

промежуточной

переборки

с левым

Наружный

 

2tfj

и

правым надводными

бортами

 

воздух;

tHi

 

 

 

 

 

Стык

промежуточной

переборки

с левым

Забортная

 

2 Я а

и

правым подводными

бортами

 

вода;

іпг

 

 

 

 

Т ^ Ч ' „ 2

Рк. П1

(/и + Д/р

Рк . П1

5-п (tH2

Рк. ПІ

Q

/»)th р к -п 1 / ?

QAB2 + 2B3)

z

 

/B)th Р%П1*

2Q„H1

1

 

wth Р к -п і / ?

2Q*H2

£

 

 

И т. д.

 

Н а и м е н о в а н и е

Н а и м е н о в а н и е

п о м е щ е н и я

о г р а ж д е н и я ил и

и

темпера ­

к о н с т р у к т и в н о г о

т у р а в о з д у х а

у з л а к о р п у с а с у д н а

в

нем tB, °С

 

Трюм 1

 

(см.

Пиллерсы

рис. 109);

 

'в

 

Те м п е р а т у р а г о л о в к и

пи л л е р с а

врассматри ­

ва е м о м по ­

м е щ е н и и 9 Г °С

I I I I I

Продолжение табл. 14

Т е п л о в о й

 

поток ч е р е з

 

г о л о в к у

Т е м п е р а т у р а

о д н о г о

н о ж к и

п и л л е р с а Q . (

п и л л е р с а

ккал/ч,

е н , °С

по ф о р м у л е

 

( 3 4 5 )

 

0

Тепловой

поток через

н о ж к у

о т д е л ь н о г о

п и л л е р с а Q H £ ,

ккал/ч,

по ф о р м у л е ( 3 4 5 )

 

 

 

Суммарные т е п л о -

К о л и ч е с т в о

Общее

к о л и ч е с т в о

притоки п о м е щ е н и я

тепла,

п р о х о д я щ е г о

через к о р п у с с у д н а

п и л л е р с о в

через все п и л л е р с ы ,

 

в п о м е щ е н и и ,

 

п

«пил =п(«г< + «н<).« = 2«Т+2«Р +

 

 

ккал/ч

+ 2«п+2«пил.

ккал/ч

р\

6

6Q„i

Q

( ' " 2 t a ) t h M n

 

 

И т. д.

Наименованиепомещения,

относитель­

в

огражденияНомер (см, рис. 110)

температураt

влажностьная воздухаф

немв

 

и

 

 

 

 

B

 

 

 

Н а и м е н о в а н и е о г р а ж д е н и я ил и

к о н с т р у к т и в н о г о у з л а к о р п у с а с у д н а

Определение потерь тепла жилы

Н а р у ж н а я

среда

или с м е

ж н о е

п о м е щ е н и е и т е м п е р а т у р а

с в н е ш н е й стороны о г р а ж д е н и я < н , °С

изолируемой

 

ограждения,

 

Средние размеры

поверхности, м

Средняя площадь

м2

Каюта / (см.

рис. ПО); 20° С; 60%

И т. д.

1

Изолированный

под­

Наружный

воз­

волок

с

деревянным

дух; —15

 

 

настилом сверху;

б д =

 

 

 

=

60 мм

 

 

 

 

 

 

2

Световой люк

 

То же

 

 

3

Комингс

 

светового

»

 

 

люка

 

 

 

 

 

 

 

4

Нижняя палуба с де­

Цистерна

двой­

ревянным

 

настилом;

ного дна; + 2

бд =

60 мм

 

 

 

 

 

5

Надводный

борт

 

Наружный

воз­

 

 

 

 

 

 

дух; —15

 

 

6

Иллюминаторы

 

То же

 

 

7

Подводный

борт

 

Забортная

 

во­

 

 

 

 

 

 

да; 0

 

 

8

Деревянная

продоль­

Коридор;

+ 1 5

ная

выгородка;

б д =

 

 

 

=

30 мм

 

 

 

 

 

 

9

Деревянная

дверь

То же

 

 

10

Носовая

деревянная

Кладовая; + 1 2

переборка;

б д = 30 мм

 

 

 

11

Участок

 

кормовой

Наружный

 

воз­

переборки,

омываемый

дух; —15

 

 

наружным

воздухом

 

 

 

12

Участок

 

кормовой

Грузовой трюм;

переборки,

граничащий

—10

 

 

с

грузовым

трюмом

 

 

 

j

4,1X2,4 9,65

1,3X0,8 1,04

4,2X0,45 1,76

4,0X2,3 9,02

4,1Х

1,7

6.86

2 0,14 диаметром

0,3 м

4,2X0,6 2,38

4,0X2,2 8,57

1,8X0,7 1,26

2,0X2,2 4,25

2,6X0,8 2,02

2.6Х

1,4

3,52

ми помещениями зимой

учитываемыйВычет, отдельно иллюминаторы(двери, и т. п), м2

средняяРасчетнаяплощадь Fограждения ср

£

я

Принимаемаятолщина основ­ изоляцииной(между элемен­ набора)тамит, м

коэффициентСредний тепло­ *передачи

 

 

IIН

 

 

°С - ч

 

м ,, 2

<]

 

 

-

 

С0

 

 

ккал/м 2

 

 

О,

 

 

 

 

 

>»

 

 

 

 

rr

О.

 

 

 

 

 

<и

 

 

С

 

 

с

 

 

р,

 

 

 

 

 

 

 

Й и

 

 

 

 

щ

о

 

 

 

 

Ь

 

 

 

 

 

-у0 X

 

 

 

 

О1 1

 

 

 

 

& II

 

 

1,04

8,61

35

 

0,03

0,87

—

1,04

35

 

—

4,0

—

1,76

35

 

0,04

0,9

—9,02 18 — 1,4

0,14

6,72

35

0,04

0,9

—

0,14

35

—

5,0

—

2,38

20

0,04

0,9

1,26

7,31

5

—

1,9

.

1,26

5

—

2,6

—

4,25

8

—

1,9

—

2,02

35

0,04

0,9

—

3,52

ЗО

0,04

0,9

Максимальныйкоэффициент

фор­

предотвращающий(208),муле

конденсацию,ккал/м2-ч^С

теплопередачи*

 

по

 

 

 

.

 

 

 

макс

 

 

0,90

0,90;

будет

конденсация

0,90

1,75

0,90

0,90;

будет

конденсация

1,58

6,30

6,30

3,94

0,90

1,05

Таблица 15

 

 

 

3"

 

 

 

g

І 3

 

° »

ї о *

О -

 

та

 

о . '

а.х

а

 

СП

о

С у м м а р н ы е

П-З.

О coti,

о

а

а к и

т е п л о п о т е р и

п о м е щ е н и я ч е р е з

а х

О X

а;таII

к о р п у с с у д н а

»• S И

 

 

 

 

<и

о*

 

ч

 

гс та

« = 2«т+2«п,

н

ЬгоС

с

ккал/ч

3

о,

х

о

о

з 5

 

«

II

с

О

о.

 

|

Э

v

 

 

 

5

- с

 

 

 

С щ ч

 

30,4

262

Л

140

146

 

31,5

 

55

 

25,2

227

 

31,5 212

17525 1279+45,3 =

=1324,3

18

43

 

9,5

69

 

13,0

16

 

15,2

65

 

31,5

64

 

27

95

)

|

Наименованиепомещения, температураt влажностьтельная воз­

<рдуха

 

 

 

 

 

наружногоДлина края промежуточнойстальной мР,стенки

относи­ и

 

Н а и м е н о в а н и е

 

 

s

нем

о г р а ж д е н и я

или

 

 

 

к о н с т р у к т и в н о г о у з л а

 

 

в

к о р п у с а с у д н а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

Каюта

/

Стык

нижней

палубы

4,2

(см.

с

бортом

 

 

 

 

рис. НО);

 

 

 

 

 

 

20° С; 60%

 

 

 

 

 

 

 

 

Сопряжение

нижней

2,6

 

палубы

с

кормовой пе­

 

 

реборкой

 

 

 

 

 

 

Стык

кормовой

пере­

0,8

 

борки с надводным

бор­

 

 

том в пределах

трюма

 

 

 

Стык

кормовой

пере­

0,6

 

борки с подводным

бор­

 

 

том

 

 

 

 

 

 

 

Стык

палубы

трюма

2,6

 

с

кормовой

переборкой

 

И т . д . |

| |

Размер промежуточной стенки, перпендикулярный к ее наружному краю, м.

Х а р а к т е р и с т и к а

стальной

Т е м п е р а т у р а в н у т р и

стальной стенки в ,

°С,

стенки

й, 1/м,

п о

ф о р м у л е

в ы ч и с л я е м а я

 

(256),

к о г д а

с о

с т о р о н ы

 

по ф о р м у л е

(246),

пр и

 

н а р у ж н о й

среды

 

у с л о в и и , что п о к р а я м

а н

=

25 ккал/м2-ч^С,

a

она не имеет

т е п л о в о г о

со

стороны трюма

а в = 7

контакта с

д р у г и м и

 

 

 

 

 

 

с т е н к а м и

 

Л и н е й н ы й п р о д о л ь н ы й тепловой поток Q ,

по ф о р м у л е (301),

ккал/м-ч

 

Продолжение

табл. 15

 

 

С у м м а р н ы е

 

 

т е п л о п о т е р и

П о т е р я

тепла

п о м е щ е н и я

по п е р и м е т р а м

через

к о р п у с

с у д н а

= ®лР'

к к а л 1 ч

« = 2«г+2«п.

ккал/ч

2,3

4,0

2,6

2,6

Длина

палубы

трюма

L = 18 м

Р - V 0,005.50

 

- . /

0,9 + 7

Р

У 0,008-50

„

т /

25+7

Р ~

У

0,010-50

|

 

1,4-20+25-2

 

 

( 2 , 9 5 -

Qn =

^

1,4+2 5

 

Q j I =

Л 9 Ь

 

 

= 0,401

-4,2 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—0) th (10,3-2,3) = 0,401

=

1,69

'0

8

 

1,4-20+25-2

 

 

1,4+25

Д 9 5

„

0,9-20—7-10

 

в

== — 0,9+7

=

=—6,58

„0,9-20—7-10

0,9+7

=—6,58

Температура переборки сверху от стыка

а0,9-20—25-15

W h

0,9+25

"•

=

—13,8;

 

переборки снизу

от

стыка

 

0,9-20—7-10

W t p ~

0,9+7

~

=

—6,58;

 

средняя

температура

стыка

 

© с т = -^-(—13.8—

 

Q j I = J ^ ( 2 , 9 5 +

 

=

 

Qn

=

=

 

+

10) th (10,3-4,0) =

1,76

1,76-2,6

 

 

=

4,58

 

 

 

 

w ( _ 6 ,

 

 

=

 

Qn

=

=

 

 

Q j I =

5

8 +

1,70-0,8

 

+

15) th (4,45-2,6) =

1,70

 

=

1,36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 9

 

 

 

Qn

=

 

 

 

вл = - 4 ^ 5 - ( - 6 , 5 8 -

=

=

 

 

—1,33-0,6

 

 

—0) th (4,45-2,6) =

 

=

—0,80

 

 

 

 

= —1,33;

 

 

 

 

 

 

 

 

поток

стремится

войти

 

 

 

 

 

 

 

в

помещение

 

 

 

 

 

 

 

 

По

формуле (300)

 

Qn

=

 

1279+

 

 

 

+45,3 =

 

 

 

 

 

=

=

 

С л = ^ ^ ( - Ю , 2 +

14,8-2,6

= 1324,3

 

 

=

38,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

13,9) th (8-18) =

 

14,8

 

 

 

 

 

 

—6,58)-= —10,2;

температура палубы трюма

„—25-15—7-10

 

« п а л

2 5 + у

 

 

 

 

=

—13.9

 

 

)

 

 

 

 

 

J .

1

1

•• •

| •

|

При проектировании системы круглогодичного кондиционирова­ ния воздуха расчет теплопритоков и теплопотерь через стенки и их стыки следует производить для двух основных режимов работы системы — летнего и зимнего, т. е. для режимов охлаждения и отоп­ ления помещений. При этом порядок расчета остается таким же, какой указан в табл. 14 и 15.

Рис. 110. Эскиз к расчету системы

отопления

 

§ 59

 

 

Определение

тепловой

нагрузки

на рефрижераторную

или

кондиционирующую установку

Затраты на тепловую изоляцию и холодильное оборудование (включая стоимость монтажа) являются единовременными, а на производство холода — непрерывными. Мощность и стоимость холодильного оборудования пропорциональны максимальным теплопритокам. Затраты же на производство холода пропорциональны среднегодовым теплопритокам. Найдем поэтому максимальные и среднегодовые теплопритоки, необходимые для экономического рас­ чета изоляции (гл. IX).

Холодопроизводительность машин необходимо назначать так, чтобы она оказалась достаточной для поддержания в помещениях заданных температур в самое жаркое время года. Поэтому устанавли-

ваемую холодопроизводительность следует определять по средне­ суточному максимальному значению наружной температуры tH в заданном районе плавания судна. Среднюю же температуру наруж­ ного воздуха в 13 ч наиболее жаркого месяца, наблюдаемую непро­ должительное время, не следует брать в качестве расчетной, чтобы не обременять судно холодильной установкой, которая большую часть времени окажется значительно недогруженной.

При технико-экономическом расчете последовательно опреде­ ляют наивыгоднейшую толщину изоляции для каждой отдельной поверхности судна, варьируя толщину основной изоляции между элементами набора т только на рассматриваемой одной-единственной поверхности; толщины же изоляции на всех прочих поверхностях оставляют неизменными. Поэтому формулу для определения коли­ чества тепла Q0 , которое должна отводить холодильная машина, для удобства вычислений построим таким образом, чтобы оказалось

выявленным влияние потерь холода через рассчитываемую

конкрет­

ную поверхность Q0 p на общую тепловую

нагрузку холодильной

установки:

 

 

 

 

 

Qo =

QoP + Qon ккаліч,

 

(348)

где Q0 p и

Qon — переменная

и постоянная

составляющие

тепловой

нагрузки

соответственно*.

 

 

 

Переменная составляющая, вызываемая теплопередачей через

одну-единственную стенку и зависящая от рассчитываемой

толщины

изоляции,

 

 

 

 

 

Qop = - f L V c P - A A

 

(349)

где ф — коэффициент запаса

холодопроизводительности, учитываю­

щий потери холода через поверхности трубопроводов, арматуры, аппаратов, механизмов, а также при открывании люков или дверей; т — коэффициент рабочего времени, учитывающий продолжитель­ ность работы холодильной машины в течение суток при максимальной тепловой нагрузке (т 0,75ч-1,00); /гс р — среднее значение коэф­ фициента теплопередачи для отдельной стенки с учетом всех необхо­ димых поправочных коэффициентов (§57), ккал!мг • ч • °С; F c p — среднее расчетное значение площади стенки, равное полусумме ее наружной и внутренней поверхностей, м1.

Полная максимальная среднесуточная разность температур

д / = д ; т + д / р = & - * в ) + -^-с,

где AtT — максимальный среднесуточный перепад температур внеш­ ней среды (Q и воздуха в помещении (tB), °С; Atp — радиационная разность температур, °С; / — максимальное среднесуточное значе-

* Верхним индексом «п» будем отмечать величины, принимаемые по прототипу, эскизному проекту или по проекту холодильной установки для заданного судна, выполненному в первом приближении на стадии технического проектирования (§ 61).

25*

387

ниє интенсивности солнечной радиации, ккал/м2 • ч; є — коэффициент поглощения для наружной поверхности, облучаемой солнцем.

Постоянная составляющая тепловой нагрузки на холодильную (или отопительную) установку, не зависящая от варьируемой тол­ щины изоляции,

0 п

J P

п

 

 

Qc,

(350)

 

 

пил

VOn

т

t = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где і — номер

стенки;

п — общее

количество стенок

во всех

охла­

ждаемых помещениях;

X Qn и _

Qmm—тепловые потоки, переда­

ваемые через периметры всех стальных промежуточных палуб и переборок, а также через все пиллерсы, ккал/ч; Qo — часовая тепло­ вая нагрузка на холодильную машину без учета теплопритоков

через стенки, т. е. все прочие статьи расхода холода,

ккал/ч.

Таким образом, в общем случае максимальная тепловая

нагрузка

на рефрижераторную или кондиционирующую установку

(при лет­

нем

режиме), обычно

равная установочной холодопроизводительно-

сти

машин

при рабочих условиях,

 

 

Qo

Ф

kcpFCp ' At - j -

_ j kcp {FCp і • Atі - j - _ j Qn + _ J

QпилQo- (351)

т

В этой формуле величины

kcp, FCD и At относятся к той поверхности

судна, для которой определяется экономичная толщина

изоляции т,

а величины

kcp h

Fcpi

и

— ко всем прочим стенкам

помещений

(они оставляются

постоянными при варьировании т).

 

 

Максимальную

нагрузку Qon удобно вычислять, пользуясь про­

тотипом, по формуле

 

 

 

 

 

 

Qonn =

Qo" -

QonP = Qo" - -^r £cVcP • Д Л

 

(352)

 

 

 

 

 

T

 

 

Потери холода через поверхности изолированных трубопроводов, заполненных холодильным агентом, промежуточным теплоносителем (рассолом, водой) или воздухом, а также через стенки испарителей, воздухоохладителей, рассольных насосов, вентиляторов, коллекто­ ров и т. д., можно учитывать надбавочным коэффициентом ф т к об­ щему количеству тепла, проникающего в охлаждаемые помещения

через стенки. Дл я непосредственной системы охлаждения

можно

принимать коэффициент запаса срт ^

1,04-7-1,12, для рассольной,

водяной

и воздушной

систем — срт «=* 1,06-т-1,15.

воздуха

в по­

Поступление тепла

от инфильтрации

наружного

мещения

через различные

неплотности

в

стенках,

а также

через

грузовые люки, двери и иллюминаторы

при их открывании

и т. п.

можно оценивать коэффициентом запаса фи#=* 1,05-^-1,10.

 

Таким образом, общий

коэффициент

запаса ф =

срт сри 1,09 -г-

1,25. Меньшие значения ф т ,ф и и ф следует брать для крупных

холо­

дильных

установок.

 

 

 

 

 

 

При проектировании холодильных установок для морских и про­

мысловых судов обычно принимают т =

1, при этом потребная

холо-

Смотрите также файлы