Расчет тепловой изоляции трубопроводов: СП 41-103-2000 Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, СП (Свод правил) от 16 августа 2000 года №41-103-2000

расчет изоляции трубопровода по СНиП 2.04.14-88

Диаметр условного прохода трубопровода d:

Температура вещества в трубопроводе tw:

Температура окружающей среды te, принимается согласно п. 3.6:

Теплоизоляционный материал:

(от -180 до 130С)Изделия из пенопласта ФРП-1 и резинопена, ГОСТ 22546-77, группа 75, плотность 65-85 гк/м3, трудногорючий (от -180 до 130С)Изделия из пенопласта ФРП-1 и резинопена, ГОСТ 22546-77, группа 100, плотность 86-110 гк/м3, температура применения от -180 до 150С, трудногорючий (от 20 до 600С)Изделия перлитоцементные, ГОСТ 18109-80, марка 250, плотность 250 гк/м3, температура применения от 20 до 600С, негорючий (от 20 до 600С)Изделия перлитоцементные, ГОСТ 18109-80, марка 300, плотность 300 гк/м3, температура применения от 20 до 600С, негорючий (от 20 до 600С)Изделия перлитоцементные, ГОСТ 18109-80, марка 350, плотность 350 гк/м3, температура применения от 20 до 600С, негорючий (от 20 до 600С)Изделия теплоизоляционные известково-кремнеземистые, ГОСТ 24748-81, марки 200, температура применения от 20 до 600С, негорючий (от 20 до 600С)Изделия теплоизоляционные известково-кремнеземистые, ГОСТ 24748-81, марки 225, температура применения от 20 до 600С, негорючий (от -60 до 400С)Изделия минераловатные с гофрированной структурой для промышленной тепловой изоляции, ТУ 36.16.22-8-86, марки 75, температура применения от -60 до 400С, негорючий (от -60 до 400С.Изделия минераловатные с гофрированной структурой для промышленной тепловой изоляции, ТУ 36.16.22-8-86, марки 100, температура применения от -60 до 400С, негорючий (от 20 до 600С)Изделия теплоизоляционные вулканитовые, ГОСТ 10179-74, марки 300, температура применения от 20 до 600С, негорючий (от 20 до 600С)Изделия теплоизоляционные вулканитовые, ГОСТ 10179-74, марки 350, температура применения от 20 до 600С, негорючий (от 20 до 600С)Изделия теплоизоляционные вулканитовые, ГОСТ 10179-74, марки 400, температура применения от 20 до 600С, негорючий (от -180 до 450С)Маты минераловатные прошивные, ГОСТ 21880-86, марки 100, температура применения от -180 до 450С, негорючий (от -180 до 450С)Маты минераловатные прошивные, ГОСТ 21880-86, марки 125, температура применения от -180 до 450С, негорючий (от -60 до 180С)Маты из стеклянного шпательного волокна на синтетическом связующем, ГОСТ 10499-78, марки МС-35, негорючий (от -60 до 180С)Маты из стеклянного шпательного волокна на синтетическом связующем, ГОСТ 10499-78, марки МС-50, негорючий (от -180 до 400С)Маты и вата из супертонкого стеклянного волокна без связующего, ТУ 21 РСФСР 224-87, негорючий (от -60 до 400С)Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем, ГОСТ 9573-82, марки 50, негорючий (от -60 до 400С)Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем, ГОСТ 9573-82, марки 75, негорючий (от -180 до 400С)Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем, ГОСТ 9573-82, марки 125, негорючий (от -180 до 400С)Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем, ГОСТ 9573-82, марки 175, негорючий (от -60 до 180С)Плиты из стеклянного шпательного волокна полужесткие, технические, ГОСТ 10499-78, марки ППТ-50, трудногорючий (от -60 до 180С)Плиты из стеклянного шпательного волокна полужесткие, технические, ГОСТ 10499-78, марки ППТ-75, трудногорючий (от -100 до 60С)Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на битумном связующем, ГОСТ 10140-80, марки 75, негорючий (от -100 до 60С)Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на битумном связующем, ГОСТ 10140-80, марки 100, горючий (от -100 до 60С)Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на битумном связующем, ГОСТ 10140-80, марки 150, горючий (от -100 до 60С)Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на битумном связующем, ГОСТ 10140-80, марки 200, горючий (от -180 до 130С)Плиты теплоизоляционные из пенопласта на основе резольных фенолформальдегидных смол, ГОСТ 20916-87, марки 50, трудногорючий (от -180 до 130С)Плиты теплоизоляционные из пенопласта на основе резольных фенолформальдегидных смол, ГОСТ 20916-87, марки 80, трудногорючий (от -180 до 130С)Плиты теплоизоляционные из пенопласта на основе резольных фенолформальдегидных смол, ГОСТ 20916-87, марки 90, трудногорючий (от -180 до 130С)Полотна холстопрошивные стекловолокнистые, ТУ 6-48-0209777-1-88, марки ХПС-Т-5, негорючий (от -180 до 130С)Полотна холстопрошивные стекловолокнистые, ТУ 6-48-0209777-1-88, марки ХПС-Т-2,5, негорючий (от -200 до 875С)Песок перлитовый вспученный мелкий, ГОСТ 10832-91, марки 75, негорючий (от -200 до 875С)Песок перлитовый вспученный мелкий, ГОСТ 10832-91, марки 100, негорючий (от -200 до 875С)Песок перлитовый вспученный мелкий, ГОСТ 10832-91, марки 150, негорючий (от -180 до 400С)Полуцилиндры и цилиндры минераловатные на синтетическом связующем, ГОСТ 23208-83, марки 100, негорючий (от -180 до 400С)Полуцилиндры и цилиндры минераловатные на синтетическом связующем, ГОСТ 23208-83, марки 150, негорючий (от -180 до 400С)Полуцилиндры и цилиндры минераловатные на синтетическом связующем, ГОСТ 23208-83, марки 200, негорючий (от -180 до 70С)Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86, марки 20, горючий (от -180 до 70С)Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86, марки 25, горючий (от -180 до 70С)Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86, марки 30,40, горючий (от -180 до 60С)Пенопласт плиточный, ТУ 6-05-1178-87, марки: ПС-4-40, горючий (от -180 до 60С)Пенопласт плиточный, ТУ 6-05-1178-87, марки: ПС-4-60, горючий (от -180 до 60С)Пенопласт плиточный, ТУ 6-05-1178-87, марки: ПС-4-65, горючий (от -180 до 60С)Пенопласт плиточный ПХВ, ТУ 6-05-1179-83. марки ПХВ-1-85, горючий (от -180 до 60С)Пенопласт плиточный ПХВ, ТУ 6-05-1179-83. марки ПХВ-1-115, горючий (от -180 до 60С)Пенопласт плиточный ПХВ, ТУ 6-05-1179-83. марки ПХВ-2-150, горючий (от -180 до 60С)Пенопласт плиточный марки ПВ-1, ТУ 6-05-1158-87, горючий (от -180 до 60С)Пенопласт поливинилхлорид-ный эластичный ПВХ-Э, ТУ 6-05-1269-75, горючий (от 0 до 120С)Пенопласт термореактивный, жесткий, ТУ 6-05-1303-76, марки ФК-20, горючий (от 0 до 120С)Пенопласт термореактивный, жесткий, ТУ 6-05-1303-76, марки ФФ, трудногорючий (от -180 до 120С)Пенополиуретан ППУ-331/3 (заливочный) плотность 40-60, горючий (от -180 до 120С)Пенополиуретан ППУ-331/3 (заливочный) плотность 60-80, горючий (от -60 до 100С)Пенопласт полиуретановый эластичный ППУ-ЭТ, ТУ 6-05-1734-75, горючий (от -200 до 550С)Полотно иглопробивное стеклянное теплоизоляционное марки ИПС-T-l000, ТУ 6-11-570-83, негорючий (от -180 до 450С)Ровинг (жгут) из стеклянных комплексных нитей, ГОСТ 17139-79, негорючий (от 20 до 220С)Шнур асбестовый, ГОСТ 1779-83, марки: ШАП, трудногорючий (от 20 до 400С)Шнур асбестовый, ГОСТ 1779-83, марки: ШАОН, негорючий (от -180 до 600С)Шнур теплоизоляцион-ный из минераль-ной ваты, ТУ 36-1695-79, марки 200, негорючий (от -180 до 600С)Шнур теплоизоляцион-ный из минераль-ной ваты, ТУ 36-1695-79, марки 250, негорючий (от -269 до 600С)Холсты из микро-ультрасупертонко-го стекломикро-кристаллического штапельного волокна из горных пород, РСТ УССР 1970-86, марка БСТВ-ст, негорючий (до 150С)Армопенобетон (при бесканальной прокладке) (до 130С)Битумоперлит (при бесканальной прокладке) (до 130С)Битумокерамзит (при бесканальной прокладке) (до 130С)Битумовермикулит (при бесканальной прокладке) (до 150С)Пенополимербетон (при бесканальной прокладке) (до 120С)Пенополиуретан (при бесканальной прокладке) (до 125С)Фенольный поропласт ФЛ монолитный (при бесканальной прокладке) ДРУГОЙ МАТЕРИАЛ

Выберите грунт для определения его теплопроводности:

ДРУГОЙ ГРУНТ Песок, плотность 1480кг/м3, влагосодержание грунта 4%, теплопроводность 0.86Вт/(м*С) Песок, плотность 1600кг/м3, влагосодержание грунта 5%, теплопроводность 1.11Вт/(м*С) Песок, плотность 1600кг/м3, влагосодержание грунта 15%, теплопроводность 1.92Вт/(м*С) Песок, плотность 1600кг/м3, влагосодержание грунта 23,8%, теплопроводность 1.92Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1100кг/м3, влагосодержание грунта 8%, теплопроводность 0.71Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1100кг/м3, влагосодержание грунта 15%, теплопроводность 0.9Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1200кг/м3, влагосодержание грунта 8%, теплопроводность 0.83Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1200кг/м3, влагосодержание грунта 15%, теплопроводность 1.04Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1300кг/м3, влагосодержание грунта 8%, теплопроводность 0.98Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1300кг/м3, влагосодержание грунта 15%, теплопроводность 1.2Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1400кг/м3, влагосодержание грунта 8%, теплопроводность 1.12Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1400кг/м3, влагосодержание грунта 15%, теплопроводность 1.36Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1400кг/м3, влагосодержание грунта 20%, теплопроводность 1.63Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1500кг/м3, влагосодержание грунта 8%, теплопроводность 1.27Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1500кг/м3, влагосодержание грунта 15%, теплопроводность 1.56Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1500кг/м3, влагосодержание грунта 20%, теплопроводность 1.86Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1600кг/м3, влагосодержание грунта 8%, теплопроводность 1.45Вт/(м*С) Суглинок, плотность 1600кг/м3, влагосодержание грунта 15%, теплопроводность 1.78Вт/(м*С) Суглинок, плотность 2000кг/м3, влагосодержание грунта 5%, теплопроводность 1.75Вт/(м*С) Суглинок, плотность 2000кг/м3, влагосодержание грунта 10%, теплопроводность 2.56Вт/(м*С) Суглинок, плотность 2000кг/м3, влагосодержание грунта 1.5%, теплопроводность 2.68Вт/(м*С) Глинистый, плотность 1300кг/м3, влагосодержание грунта 8%, теплопроводность 0.72Вт/(м*С) Глинистый, плотность 1300кг/м3, влагосодержание грунта 18%, теплопроводность 1.08Вт/(м*С) Глинистый, плотность 1300кг/м3, влагосодержание грунта 40%, теплопроводность 1.66Вт/(м*С) Глинистый, плотность 1500кг/м3, влагосодержание грунта 8%, теплопроводность 1.0Вт/(м*С) Глинистый, плотность 1500кг/м3, влагосодержание грунта 18%, теплопроводность 1.46Вт/(м*С) Глинистый, плотность 1500кг/м3, влагосодержание грунта 40%, теплопроводность 2.0Вт/(м*С) Глинистый, плотность 1600кг/м3, влагосодержание грунта 8%, теплопроводность 1.13Вт/(м*С) Глинистый, плотность 1600кг/м3, влагосодержание грунта 27%, теплопроводность 1.93Вт/(м*С)

Методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода :: HighExpert.RU

Ниже представлена краткая методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода (трубы). Оптимальную толщину теплоизоляционного слоя

находят путём технико-экономического расчёта. Практически толщину слоя изоляции определяют исходя из его термического спротивления (не менее 0,86 [oС • м2/Вт] для труб с Dу <= 25 мм, и 1,22 [oС м2/Вт] для труб с Dу > 25 мм).

Качество тепловой изоляции трубопровода оценивается её КПД. В современных конструкциях тепловой изоляции при использовании материалов с теплопроводностью до 0,1 [Вт/м • K] оптимальная толщина слоя изоляции обеспечивает тепловую эффективность этой изоляции, близкой к 0,8 (т.е. эффективность 80%).

Приведенная информация может быть полезна для проведения инженерных расчётов при проектировании различных машин и узлов, содержащих трубопроводы с тепловой изоляцией. В качестве примера ниже приведены результаты расчёта тепловой изоляции для выпускного коллектора [трубопровода] высокофорсированного дизеля.

Полное термическое сопротивление изоляционной конструкции для цилиндрической стенки трубопровода (трубы) определяется по формуле:

где

dиз — искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.

dн — наружный диаметр трубопровода.

λиз — коэффициент теплопроводности изоляционного материала.

αв — коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.


Линейная плотность теплового потока


где

tн — температура наружной стенки трубопровода.

tиз — температура поверхности изоляции.



Температура внутренней стенки изоляции трубопровода


где

dв — внутренний диаметр трубопровода.

αг — коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.

λт — коэффициент теплопроводности материала трубопровода.


Уравнение теплового баланса


из которого определяется искомый наружный диаметр изоляции трубопровода dиз, и далее толщина изоляции этого трубопровода (трубы) вычисляется по формуле:

Пример: Необходимо рассчитать тепловую изоляцию трубопровода высокофорсированного дизеля, наружный диаметр выпускного трубопровода составляет 0,6 м, внутренний диаметр этого трубопровода составляет 0,594 м, температура наружной стенки трубопровода принимается равной 725 К, температура наружной поверхности изоляции принимается равной 333 К, теплопроводность изоляционного материала принимается равной 0,11 Вт/(м К), тогда проведенный расчет изоляции трубопровода по методике, описанной выше, покажет, что толщина необходимой изоляции трубопровода должна составлять не менее 0,1 м.

Расчет теплоизоляции трубопроводов в программе «ИЗОЛЯЦИЯ»

Расчет тепловой изоляции – трудоемкая задача, возникающая в процессе проектирования теплоизоляции трубопроводов. В настоящее время к данному расчету теплоизоляции трубопроводов предъявляются повышенные требования относительно скорости его реализации. По этой причине расчет теплоизоляции трубопроводов для крупных проектов выполнять вручную не только нецелесообразно, но и практически невозможно. Следует отметить, что требуемую эффективность ручного расчета тепловой изоляции нельзя достичь даже при условии применения специальных альбомов, в которых собраны стандартные конструкции.

Чтобы разобраться с этой непростой задачей, в данной статье мы детально рассмотрим расчет теплоизоляции трубопроводов с помощью программы ИЗОЛЯЦИЯ .

Как выполняется расчет тепловой изоляции и что нужно при этом учитывать?

Выбрать оптимальный вариант утеплителя можно только после того, как будет определена наиболее подходящая для каждого случая толщина материала и его плотность. Рассчитывая эти параметры, можно существенно снизить теплопотери и температуру трубопровода, что обеспечит безопасную эксплуатацию.

Основные аспекты, которые играют важную роль при расчете тепловой изоляции:

  • температура участка поверхности, нуждающегося в утеплении;
  • перепады температуры окружающей среды;
  • механическое воздействие на объект типа вибраций;
  • нагрузки, которые испытывают трубы в процессе эксплуатации от транспортных средств и грунта;
  • коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала;
  • стойкость утеплителя к механической деформации.

С характеристиками, которыми должны быть наделены теплоизоляционные материалы в зависимости от типа трубопровода и эксплуатационных условий, можно ознакомиться в СНиП 41-03-2003. Согласно этим нормам, утепление труб, температура которых не превышает 12ºC, должно предусматривать специальный пароизоляционный слой.

Толщину теплоизоляционного слоя можно определить, выполнив технико-экономический расчет. Для этого нужно использовать определенные формулы. Итак, в процессе инженерного расчета теплоизоляции трубопроводов следует учитывать сопротивление утеплителя температурам:

* для труб диаметром ≥25 мм – минимум 0,86ºC м²/Вт;

* для труб диаметром <25 мм – 1,22ºC м²/Вт.

Нижеизложенная информация облегчит расчеты теплоизоляции трубопроводов, не зависимо от их назначения. Научиться рассчитывать толщину теплоизоляционного материала можно на примере выпускного коллектора высокофорсированного дизельного двигателя.

Программа ИЗОЛЯЦИЯ: основные положения

Сомневаясь в собственных силах насчет правильного использования представленных формул, лучше воспользоваться при расчетах теплоизоляции трубопроводов программой ИЗОЛЯЦИЯ от НТП Трубопровод.

Программа ИЗОЛЯЦИЯ – уникальное средство для оперативного выполнения расчетов теплоизоляции трубопроводов, без которых не обойтись при выборе теплоизоляционного материла. С помощью программы ИЗОЛЯЦИЯ данная задача выполняется за период, составляющий 10% от времени, затрачиваемого на самостоятельный расчет. Программа ИЗОЛЯЦИЯ автоматически формирует конструкцию утеплителя и рассчитывает необходимые данные. Помимо этого, она оформляет ведомости, одна из которых включает ссылочную и прилагаемую документацию, вторая – технические сведения о конструкции и монтаже, третья – объемы работ, а также спецификацию согласно госстандартам (ГОСТ 21.405-93, ГОСТ 21.110-95, ГОСТ 21.101-97).

Но если вы все же делаете выбор в пользу самостоятельного выполнения работ по расчету тепловой изоляции, нельзя забывать о том, что толщина теплоизоляционного слоя рассчитывается, исходя из конкретных условий (например, тип утеплителя, сезонные перепады температур, влажность воздуха). Особенно внимательным следует быть с влажностью окружающей среды, поскольку она способна ускорить процессы теплообмена и, следовательно, снизить эффективность утеплителя.

Расчет и проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов

Расчет толщины тепловой изоляции включает в себя:

  • изучение характеристик и технических особенностей объекта, на котором необходимо провести изоляционные работы
  • подбор в каждом конкретном случае типов и видов теплоизоляционных конструкций, которые планируется применить
  • подбор материалов, который планируется применить для изоляционного и покровного слоя, а также расчёты их толщины
  • составление чертежей и планов
  • подбор необходимых средств установки и оборудования

Требуемые расчеты толщины тепловой изоляции охватывают особенности конкретных условий, предусмотренных для различных поверхностей. При их проведении используются методы, которые учитывают инженерные и конструктивные особенности контактной площади, запланированной для обработки, её физические свойства. Кроме того, учитываются особенности подобранных материалов, их коэффициенты термического сопротивления, характер температурных особенностей и другие условия, которые будут обеспечивать обмен тепла на плоскостях изолированной поверхности.

В первую очередь, определяется эффективность физических свойств изолировочных материалов, их зависимость от влияния влаги и температурных перепадов. Для этого используют показатели, определяющие степень черноты и излучения наружных поверхностей материала, степень его уплотнения, деформационные и другие особенности.

Толщина тепловой изоляции рассчитывается с учетом основных прогнозируемых и фактических условий эксплуатации, а именно:

  • соответствия теплового потока норме СНиП 41-03-2003
  • прогнозируемой плотности, которая зависит от технологических и физических факторов
  • для предупреждения процессов образования конденсата на поверхностях изолируемого объекта
  • чтобы обеспечить на контактных поверхностях изоляционного материала температурных показателей, допускаемых требованиями мер безопасности
  • чтобы обеспечить у транспортируемых веществ требуемое повышение (понижение, сохранение) температуры
  • чтобы обеспечить предусмотренную скорость нагрева или охлаждения транспортируемого вещества
  • чтобы обеспечить образование конденсата влаги в заданном для паропроводов количестве
  • для предупреждения случаев замерзаний транспортируемой жидкости или вещества

При выборе способа прокладки трубопровода в канале расчеты толщины тепловой изоляции проводятся исходя из инженерных методов, предусмотренных для обеспечения изоляционным слоем термосопротивления, которое наблюдается непосредственно на границах слоя изоляции и стен канала с проникающими воздушными массами, а также термического сопротивления самих стен с окружающим грунтом. Грунтовое сопротивление рассчитывается в соответствии с формулой Форхгеймера, где в расчет берется грунтовая тепловая проводимость, размеры и диаметры резервуаров трубопровода, а также глубина его залегания. В случае двухтрубного способа прокладки учитываются также взаимные показатели влияния тепла от подающего и обратного трубопровода.

При способе бесканальной прокладки в расчеты учитываются также термическое сопротивление изоляционного слоя и грунта.

В случае двухтрубного способа прокладки в канале толщина изоляционного слоя на обратном теплопроводе задается равной по отношению к слою изоляции на подающем.

При расчете толщины тепловой изоляции в случаях бесканальной (либо канальной) прокладки трубопровода двухтрубным способом используются показатели потерь тепла как от подающего, так и от обратного теплопровода. В таком случае толщина изоляционного слоя на подающем и обратном теплопроводе должна быть одинакова.

Для проведения подобных расчетов толщины тепловой изоляции специалистами института Теплопроект на базе Microsoft Оffice Excel программного обеспечения разработаны специальные компьютерные программы, позволяющие значительно облегчить выполнение вычислений, а также обеспечивают проведение анализа и прогнозирование результатов выполнения работ.

С 2003 года коллектив НТП Трубопровод и ОАО Теплопроект, используя богатый практический опыт, успешно разработали и внедрили программу ИЗОЛЯЦИЯ, которая автоматизировано выполняет проектную работу расчетов слоев, толщин и свойств изоляции.

Программа ИЗОЛЯЦИЯ от НТП Трубопровод проводит расчеты характеристик теплоизоляционных конструкций по заданным параметрам, выполняет вычисления и формирует техномонтажную ведомость, необходимую для выполнения работ. Кроме того, она автоматически составляет ведомость объема работ, необходимую сметным отделам, а также различные спецификации, которые соответствуют ГОСТ 21.405-93, ГОСТ 21.110-95 и ГОСТ 21.101-97.

Применение программы ИЗОЛЯЦИЯ позволяет:

  • выбрать оптимальный вариант особенностей изоляционных конструкций и материалов
  • провести расчеты толщины слоя изоляции, требуемой в каждом конкретном случае для достижения теплоизоляционных задач
  • подобрать типоразмеры конструкций
  • рассчитать количество материала и объем работы, необходимость в которой возникает для проведения теплоизоляции
  • правильно подготовить проектные и сметные документы

Также программой ИЗОЛЯЦИЯ от НТП Трубопровод предусмотрена возможность выполнения расчётов с учетом заданных проектировщиком свойств изоляционных материалов, запланированных для проведения работ, а также типоразмеров конструкций, предоставленных производителем.

В качестве исходных данных используются размеры, типы и другие особенности объекта, который подлежит обработке, а также температурные показатели; все иные данные учитываются в значении «по умолчанию», но пользователь при желании может их изменить. Особенности геометрии изоляционных конструкций и материалов рассчитываются исходя из целей и задач, поставленных перед теплоизоляцией, типовых особенностей объекта работ, размеров, температурных показателей транспортируемых жидкостей, характеристик и особенностей влияния различных факторов окружающей среды, особенностей уплотнения.

Все вычисления, которые проводит программа ИЗОЛЯЦИЯ, соответствуют:

  • СНиП 41-03-2003
  • СНиП 2.04.14-88*
  • НР 34-70-118-87 (для атомных и тепловых станций)

Также данное программа ИЗОЛЯЦИЯ позволяет проводить расчеты:

  • для наземного и грунтового (бесканальным и канальным способом) прокладывания трубопровода;
  • проводить вычисления расходов для отводов, переходов и прямых участков, рассчитывать объёмы необходимых затрат арматуры и расходы по установке фланцевых соединений;
  • для двухтрубного способа укладки трубопровода (бесканальной и канальной), включая тепловые сети;
  • для оборудования стандартных насосов, емкостей, теплообменников, и сложных составных агрегатов, которые включают штуцера, люки, обечайки, фланцевые соединения и днища.

Кроме того, программное обеспечение содержит климатологический строительный модуль и библиотеку СТАРС.

Модуль включает предусмотренные СНиП 23-01-99 сведения о климатологических особенностях, свойственных определённым территориям. Для вычислений пользователю достаточно ввести в программу ИЗОЛЯЦИЯ географические координаты или наименование населенных пунктов, где будут проводиться работы, также предусмотрена возможность указать участок местности. Благодаря модулю пользователю программы ИЗОЛЯЦИЯ предоставляется возможность получать требуемые для правильных вычислений сведения о показателях температуры, применяемых программой при проведении расчетов теплоизоляции.

Библиотека СТАРС обеспечивает расчет теплофизических свойств материалов, их теплоемкости, энтальпии и других значений, исходя из их качественного состава.

Для удобства оперирования получаемой информацией предусмотрены возможности подключения программы ИЗОЛЯЦИЯ от НТП Трубопровод к используемой предприятием системе документооборота. Вся документация оформляется в соответствии с ЕСКД.

Удобная организация интерфейса программы ИЗОЛЯЦИЯ и поставляемая методическая информация с описанием сфер применения программы позволяет ее использовать без специальных курсов обучения.

Программа ИЗОЛЯЦИЯ рекомендуется для проектно-конструкторских бюро, проектных отделов и предприятий, осуществляющих технологическую реконструкцию тепловых сетей.

Автоматизированная и самостоятельно проводящая расчеты система позволяет значительно повысить качество работ и снизить трудоемкость затрат. Она успешно используется институтами проектирования и профильными организациями.

Подводя итог, необходимо отметить, что усовершенствование методологии проводимых расчетов теплоизоляции, а также значительное расширение номенклатур материалов, основанное на появлении новых изоляционных средств, служит повышению энергетической эффективности и решает проблемы улучшения энергосбережения в промышленных направлениях сектора экономики.


При подготовке данной статьи использовались материалы авторов:

Б. М. Шойхет, канд. техн. наук, заместитель генерального директора,

Л. В. Ставрицкая, главный специалист, ОАО «Теплопроект»;

Л. Б. Корельштейн, заместитель директора НТП «Трубопровод»

Страница не найдена »Мир трубопроводной инженерии

Детали для трубы 1

NPD: 1/2 дюйма 3/4 дюйма 1 дюйм 1,5 дюйма 2 дюйма 3 дюйма 4 дюйма 6 дюймов 8-дюймовый 10 дюймов 12 дюймов 14 дюймов 16 дюймов 18 дюймов 20 дюймов 24 дюйма 26 дюймов 28 дюймов 30 дюймов 32 дюйма 34 дюйма 36 дюймов 38 дюймов 40 дюймов 42 дюйма 44 дюйма 46 дюймов 48 дюймов 50 дюймов 52 дюйма 54 дюйма 56 дюймов 58 дюймов 60 дюймов

Рейтинг: 150 # 300 # 400 # 600 # 900 #

Изоляция (мм)

Детали для трубы 2

NPD: 1/2 дюйма 3/4 дюйма 1 дюйм 1.5 дюймов 2 дюйма 3 дюйма 4 дюйма 6 дюймов 8-дюймовый 10 дюймов 12 дюймов 14 дюймов 16 дюймов 18 дюймов 20 дюймов 24 дюйма 26 дюймов 28 дюймов 30 дюймов 32 дюйма 34 дюйма 36 дюймов 38 дюймов 40 дюймов 42 дюйма 44 дюйма 46 дюймов 48 дюймов 50 дюймов 52 дюйма 54 дюйма 56 дюймов 58 дюймов 60 дюймов

Рейтинг: 150 # 300 # 400 # 600 # 900 #

Изоляция (мм)

Варианты конфигурации трубопроводов

Большой фланец

Оба фланца

Без фланца

Фланец в трубе 1

Фланец в трубе 2

Стандартный зазор проекта (мм)

.

Расчет теплопотерь трубопровода

Чтобы поддерживать температуру среды внутри трубопровода, мы должны подавать то же количество тепла, что и утечка.

Для расчета тепловых потерь изолированного трубопровода и необходимой длины греющего кабеля можно использовать следующую простую программу:

Программа — výpočet tepelných ztrát potrubí

Необходимая мощность обогрева для определения мощности нагревательного кабеля четко указана в таблице. Тепловые потери изолированного трубопровода.

Для любознательных читателей сформулируем соотношение для расчета тепловых потерь изолированного трубопровода:



где
Q — теплопотери на 1 м трубы [Вт / м],
λ — коэффициент теплопроводности изоляции [Вт / мК],
D — внешний диаметр трубы [м ],
b — толщина изоляции [м],
t m (желаемая) температура среды внутри [° C],
t o — температура окружающей среды [° C] .

Чтобы определить требуемую мощность, хорошо умножить тепловые потери на коэффициент теплопроводности изоляции (обычно 1,06).

Предупреждение:
Настоятельно рекомендуется избегать нагрева неизолированного трубопровода. Если использовать даже самую тонкую изоляцию, необходимая мощность значительно упадет.

Трубопроводы, помимо самой трубы, обычно включают в себя другие элементы, на которых также происходят тепловые потери транспортируемой среды .В основном речь идет о приспособлениях (клапаны, шлепки, задвижки), а также о насосах, опорах или подвесках. Со всеми этими элементами необходимо учитывать более высокие тепловые потери, которые мы должны компенсировать. При расчете этих потерь можно исходить из изолированной площади устройства и считать это потерей общей площади. Эмпирические таблицы были созданы, чтобы упростить это предположение. В следующей таблице указаны мощности, необходимые для нагрева некоторых типовых приспособлений (клапаны, шлепки).Использование аналогично таблице вместимости трубопроводов.

Таблица тепловых потерь изолированных клапанов и шлепков

Для компенсации тепловых потерь опор и подвесов мы добавляем длину кабеля примерно в 5 раз больше диаметра трубопровода.

Предупреждение:
Когда использовался саморегулирующийся кабель, мы определили емкость кабеля при желаемой температуре среды. Определить значение емкости кабеля необходимо по графику зависимости емкости кабеля авторегулировки от температуры.

.

Проектирование и выбор трубопроводов. Оптимальный диаметр трубопровода

Трубопроводы для транспортировки различных жидкостей являются неотъемлемой частью агрегатов и установок, реализующих рабочие процессы, относящиеся к различным областям применения. При выборе труб и конфигураций трубопроводов большое значение имеет стоимость самих труб и стоимость арматуры. Окончательная стоимость передачи среды по трубопроводу во многом определяется размером труб (диаметром и длиной).Для расчета этих значений используются специально разработанные формулы, специфичные для определенных типов операций.

Труба — это полый цилиндр из металла, дерева или другого материала, используемый для транспортировки текучих, газообразных и гранулированных сред. Переносимая среда может включать воду, природный газ, пар, нефтепродукты и т. Д. Трубы используются повсеместно, начиная с различных отраслей промышленности и заканчивая домашним хозяйством.

Различные материалы, такие как сталь, чугун, медь, цемент, пластик, например АБС-пластик, поливинилхлорид, хлорированный поливинилхлорид, полибутилен, полиэтилен и т. Д., можно использовать при производстве труб.

Диаметр трубы (внешний, внутренний и т. Д.) И толщина стенки, измеряемая в миллиметрах или дюймах, являются основными размерами трубы. Также используется такое значение, как номинальный диаметр или условное отверстие — номинальное значение внутреннего диаметра трубы, также измеряемое в миллиметрах (обозначается Ду ) или дюймах (обозначается DN). Значения номинального диаметра стандартизованы, что является основным критерием при выборе трубы и соединительной арматуры.

Соответствие номинального диаметра в [мм] и [дюймах] указано ниже.

По ряду причин, указанных ниже, трубы с круглым (круглым) поперечным сечением являются предпочтительным вариантом по сравнению с другими геометрическими поперечными сечениями:

  • Circle имеет минимальное отношение периметра к площади; применительно к трубам это означает, что при одинаковой пропускной способности расход материала для труб круглой формы будет минимальным по сравнению с трубами другой формы. Это также подразумевает минимально возможные затраты на изоляционные и защитные покрытия;
  • Круглое поперечное сечение является наиболее выгодным вариантом для перемещения жидких или газообразных сред с гидродинамической точки зрения.Кроме того, благодаря минимально возможной внутренней площади трубы на единицу ее длины трение между перекачиваемой жидкостью и трубой сводится к минимуму.
  • Круглая форма наиболее устойчива к внутреннему и внешнему давлению;
  • Процесс производства круглых труб достаточно прост и удобен в реализации.

Трубы могут сильно различаться по диаметру и конфигурации в зависимости от назначения и области применения. Поскольку магистральные трубопроводы для перекачки воды или нефтепродуктов могут достигать почти полуметра в диаметре при довольно простой конфигурации, а змеевики, также выполненные в виде трубы малого диаметра, имеют сложную форму с большим количеством витков.

Невозможно представить любой сектор промышленности без трубопроводной сети. Любой расчет трубопроводной сети включает в себя выбор материалов труб, разработку ведомости материалов, которая включает данные о толщине трубы, размере, маршруте и т. Д. Исходное сырье, промежуточный продукт и / или готовый продукт проходят различные стадии производства, перемещаясь между различными аппаратами и установками. , которые соединяются трубопроводами и арматурой. Правильный расчет, выбор и установка системы трубопроводов необходимы для надежного выполнения всего технологического процесса и обеспечения безопасной передачи рабочих сред, а также для герметизации системы и предотвращения утечки переносимых веществ в атмосферу.

Не существует универсальной формулы или правила для выбора трубопровода для любого возможного применения и рабочей среды. Каждая область применения трубопровода включает ряд факторов, которые следует принимать во внимание и которые могут оказать значительное влияние на требования к трубопроводу. Например, при работе с жидким навозом крупногабаритный трубопровод не только увеличит стоимость установки, но и создаст трудности в эксплуатации.

Обычно трубы выбираются после оптимизации материальных затрат и эксплуатационных затрат.Чем больше диаметр трубопровода, т.е. чем больше первоначальные вложения, тем меньше перепад давления и, соответственно, меньше эксплуатационные расходы. И наоборот, небольшой размер трубопроводов позволит снизить начальную стоимость труб и арматуры; однако повышенная скорость повлечет за собой повышенные потери и приведет к затратам дополнительной энергии на прокачку среды. Значения скорости, фиксированные для различных приложений, основаны на оптимальных расчетных условиях. Эти ставки с учетом области применения используются при расчетах размеров трубопроводов.

.

Пример задачи — Расчет толщины изоляции для трубы

Пример постановки задачи

Рассчитайте толщину изоляции (минимальное значение), необходимую для трубы, по которой проходит пар, при температуре 180 0 C. Размер трубы составляет 8 дюймов, а максимальная допустимая температура внешней стены изоляции составляет 50 0 C. Теплопроводность изоляционного материала для диапазона температур трубы можно принять 0,04 Вт / м · К. Потери тепла от пара на метр длины трубы должны быть ограничены до 80 Вт / м.

Решение

Решение этой проблемы, как показано ниже, довольно простое.

Согласно статье о теплопроводности EnggCyclopedia,

Для радиальной теплопроводности через цилиндрическую стенку скорость теплопередачи выражается следующим уравнением:

Для данной задачи образца

T 1 = 50 0 C
T 2 = 180 0 C
r 1 = 8 «= 8 × 0.0254 м = 0,2032 м
k = 0,04 Вт / м · K
N = длина цилиндра

Q / N = Тепловые потери на единицу длины трубы
Q / N = 80 Вт / м

Следовательно, подставляя указанные числа в уравнение радиальной скорости теплопередачи сверху,

80 = 2π × 0,04 × (180-50) ÷ ln (r 2 / 0,2032)

ln (r 2 / 0,2032) = 2π × 0,04 × (180-50) / 80 = 0,4084

Следовательно, r 2 / = r 1 × e 0,4084
r 2 / = 0.2032 × 1,5044 = 0,3057 м

Следовательно, толщина изоляции = r 2 — r 1
толщина = 305,7 — 203,2 = 102,5 мм

Следует взять некоторый запас на толщину изоляции, потому что, если скорость кондуктивной теплопередачи окажется выше, чем скорость конвективной теплопередачи за пределами изоляционной стены, температура внешней изоляционной стены вырастет до значений, превышающих 50 0 C. Следовательно, скорость кондуктивной теплопередачи должна быть ограничена более низкими значениями, чем оценки, используемые в этом примере задачи.Цель этого примера задачи — продемонстрировать расчеты радиальной теплопроводности, а практические расчеты толщины изоляции также требуют учета конвективной теплопередачи на внешней стороне изоляционной стены.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *