Файл: Кутыркин, В. А. Расчет параметров некоторых систем подогрева нефтепродуктов учебное пособие для курсов ИТР.pdf

т

г..............

009

.1

u_

Рис. 3. Конструкция № 3

8

соответственно на -конструкции №. 2, 3, 4. Естественно, что влия­ ние последних будет весьма незначительно (им можно прене­ бречь), а за расчетную принять шпацию конструкции № 1. Опре­ деляющим линейным размером здесь является расстояние между продольными балками, т. е. 1 = 0 ,6 м.

Используя формулы (1.1) — (1.4), находим, -что н — 9,2

Вт

.к2 град

а адН= 6,6- Вт м2 град

Рассматриваемуюшпацию разбиваем на семь зон (рис. 1). Принадлежность величины к зоне обозначаем в индексе римской цифрой, величины, относящиеся к застывшему нефтепродукту —

ли температура забортной воды ниже температуры застывания мазута, то он в зоне I под швеллером из-за охлаждающего эффек­ та швеллера и днища находится в застывшем состоянии. Тепло­ вой поток идет по прямым сначала через тепловое ребро, затем через слой застывшего мазута. Поскольку о3] — ост iV, теплопроходимость зоны определяется по выражению

9

=45,6 Вт/(м град),i3—0,\2 Вт/(м град). После подстановки получим

я3,14

этой зоне, начиная от днища до верхней кромки швеллера, нахо-

.дится в застывшем и малоподвижном состоянии, так как зона яв­ ляется местом интенсивного отвода тепла и подвижность мазута вблизи набора стеснена. Через зону сначала проходит искажен­ ный тепловой поток (по дугам круга), а от нижней кромки шпан­ гоута тепло идет по прямым. Толщина слоя с искаженным тепло­

вым потоком равна высоте швеллера шпангоутаh\\= остм = 0,2-М, с неискаженным — высоте продольной балки 8aU = §стiV — 0,11 м.

Для определения теплопроходимости зоны рассматривается элементарный тепловой поток dKn шириной d р. Этот тепловой поток от ребра проходит путь, равный *Д длины окружности пере­ менного радиуса р, до уровня нижней кромки швеллера, а затем по прямой до днища. Следовательно, величина его равна

dp

Р = 0 . Верхний предел интегрирования устанавливается исходя из того, что тепло идет по кратчайшему пути. Поэтому граница зоны расположения теплового потока Км при максимальном зна­ чении радиуса р будет соответствовать условию, при котором длина пути тепла, равная !Д длины окружности, от ребра до уров­ ня нижней кромки шпангоута станет равной длине прямого пу­ ти Л. Таким образом, максимальное значение переменного радиу­

са (ширина зоны) будет равно? — . После интегрирования в

%

10

этих пределах получаем выражение для определения теплового потока, прошедшего через зону

1 | Ост 1 | ^ст IV

Зо на III. Через зону проходит такой же тепловой поток,как

шпангоутами, уменьшенному на ширину полки шпангоута. =

В зону входит продольная балка, представляющая собой уголь­ ник./Из-за небольшой удаленности ее верхней кромки от днища температура полки мало отличается от температуры днища, по­ этому предполагаем, что на полке имеется застывший слой мазу­ та, равный 3/4 толщины застывшего слоя на днище, которую оп­ ределяем по выражению [23]

Тепловой поток проходит по прямым сначала через слой ма­ зута толщиной 0,75 83. дн, а затем через тепловое ребро высотой 8СГ]у.

~ з .н

11

Ширина равна расстоянию между продольными балками, уменьшенному на суммарную ширину зон IV, V и VI

вуп = ешп — («1у + 2 ву ) = 0,6 — (0,07 + 2 •0,07) = 0,39 м.

Это зона неискаженного теплового потока. Здесь слой застыв­ шего мазута лежит непосредственно на днище. Тепло от разогре­ того мазута через застывший слой распространяется по прямым. Следовательно, теплопроходимость VII зоны будет равна

ХДН ^3

Сделав расчет, получаем Дул 2,310 Вт град

Суммарная теплопроходимость шпации

К = К1+ 2Кп + Куч + 2 Д у+ Дул “ 0,042 +0,086 + 0,446+ 0,616 +

+ 2,310=3,500 - ^ - . .

град

Средний коэффициент теплопередачи через днище определяем

по (1.6) - к т = 2,65— ^ - - .

м• град

При расчете коэффициента теплопередачи для бортовой части баржи используется метод круговых потоков тепла при тех же до­ пущениях, что и при расчете кДн.

12

Расчетная бортовая шпация изображена на рис. 5, где показа­ ны и зоны тепловых потоков. Они, за исключением зоны иска­ женного теплового потока от продольной балки вниз, аналогичны соответствующим зонам днищевой шпации, но эту зону отдельно не рассматриваем, так как на нижней поверхности балки нет за­ стывшего мазута, а слой, удерживающийся на обшивке борта, имеет сравнительно небольшую толщину (искривлением теплово­ го потока можно пренебречь). Поэтому ее включаем в зону с не­ искаженным тепловым потоком. Толщину застывшего слоя мазу­ та в ней находим по выражению, аналогичному формуле (1.11)

Величины теплопроходимостей зон определяем как и для дни

13