Elegir un calentador
La principal razón de la congelación de las tuberías es la velocidad de circulación insuficiente del portador de energía. En este caso, a temperaturas del aire bajo cero, puede comenzar el proceso de cristalización líquida. Por tanto, el aislamiento térmico de alta calidad de las tuberías es fundamental.
Afortunadamente, nuestra generación es increíblemente afortunada. En el pasado reciente, las tuberías se aislaron utilizando solo una tecnología, ya que solo había un aislamiento: lana de vidrio. Los fabricantes modernos de materiales aislantes del calor ofrecen simplemente la más amplia selección de calentadores para tuberías que difieren en composición, características y método de aplicación.
No es del todo correcto compararlos entre sí, y más aún afirmar que uno de ellos es el mejor. Así que veamos los tipos de materiales de aislamiento de tuberías.
Por alcance:
- para tuberías de suministro de agua fría y caliente, tuberías de vapor de sistemas de calefacción central, diversos equipos técnicos;
- para sistemas de alcantarillado y drenaje;
- para tuberías de sistemas de ventilación y equipos de congelación.
En apariencia, lo que, en principio, explica de inmediato la tecnología de uso de calentadores:
- rollo;
- frondoso;
- sudario;
- relleno;
- combinado (esto ya se refiere al método de aislamiento de tuberías).
Los principales requisitos para los materiales con los que se fabrican los calentadores para tuberías son una baja conductividad térmica y una buena resistencia al fuego.
Los siguientes materiales se ajustan a estos importantes criterios:
Lana mineral. Se vende con mayor frecuencia en rollos. Adecuado para aislamiento térmico de tuberías con portador de calor de alta temperatura. Sin embargo, si utiliza lana mineral para aislar tuberías en grandes volúmenes, esta opción no será muy rentable desde el punto de vista del ahorro. El aislamiento térmico con lana mineral se realiza mediante bobinado, seguido de su fijación con hilo sintético o alambre inoxidable.
En la foto hay una tubería aislada con lana mineral.
Se puede utilizar tanto a bajas como a altas temperaturas. Adecuado para tubos de acero, metal-plástico y otros plásticos. Otra característica positiva es que el poliestireno expandido tiene forma cilíndrica y su diámetro interior se puede ajustar al tamaño de cualquier tubería.
Penoizol. Según sus características, está muy relacionado con el material anterior. Sin embargo, el método de instalación de penoizol es completamente diferente: se requiere una instalación de rociado especial para su aplicación, ya que es una mezcla líquida de componentes. Una vez que la espuma se solidifica, se forma una capa hermética alrededor de la tubería, que casi no permite que pase el calor. Las ventajas aquí también incluyen la falta de sujeción adicional.
Penoizol en acción
Lámina de penofol. El último desarrollo en el campo de los materiales aislantes, pero ya ha ganado sus seguidores entre los ciudadanos rusos. Penofol consta de papel de aluminio pulido y una capa de espuma de polietileno.
Esta construcción de dos capas no solo retiene el calor, sino que incluso sirve como una especie de calentador. Como sabe, el papel de aluminio tiene propiedades que reflejan el calor, lo que le permite acumular y reflejar el calor en la superficie aislada (en nuestro caso, se trata de una tubería).
Además, el penofol revestido con papel de aluminio es ecológico, ligeramente inflamable, resistente a temperaturas extremas y alta humedad.
Como puede ver, ¡hay muchos materiales! Hay mucho para elegir cómo aislar las tuberías.Pero a la hora de elegir, no olvide tener en cuenta las peculiaridades del entorno, las características del aislamiento y su facilidad de instalación. Bueno, no estaría de más calcular el aislamiento térmico de las tuberías para hacer todo de manera correcta y confiable.
DIRECTORIO
Tabla de selección para la relación de diámetros de tubería (tuberías de cobre, tuberías de acero, tuberías de polietileno) con tamaños estándar de aislamiento térmico (aislamiento de goma espuma, aislamiento de espuma de polietileno, cilindros de lana mineral).
Esta tabla de selección de aislamiento térmico para tuberías ayudará a no cometer errores en la selección del aislamiento.
Básicamente, se utilizan tres tipos de tuberías para el aislamiento térmico: acero, cobre y plástico. Para designar el diámetro de las tuberías de acero y cobre, se utilizan tres métodos: en milímetros, pulgadas y diámetros nominales - Du *. DN es un "condicional", que se utiliza al calcular varios parámetros de los sistemas de tuberías. Por ejemplo, parámetros como altura, caudal, consumo, drenaje, etc. diámetro interior de la tubería.
Muy a menudo, no se requiere el uso de alta presión en el sistema de tuberías, por lo tanto, el grosor de la pared de la tubería se reduce para que sea posible ahorrar en el consumo de metal durante la producción, y viceversa, si se requiere una alta presión en la tubería. o para conexiones roscadas, se aumenta el grosor de la pared de la tubería.
El diámetro de las tuberías se llama condicional, porque hay tuberías con una sección transversal cuadrada, no circular. En este caso, para tuberías con una sección transversal cuadrada, el paso nominal se calcula a través del área de la sección transversal de una tubería en particular, el cálculo debe reducirse a la fórmula para el área de una tubería redonda y es tomado para cálculos posteriores como si la tubería fuera redonda y tuviera tal o cual diámetro nominal. En tuberías con sección transversal circular Tamaño nominal - Du coincide completamente con el diámetro interior de la tubería.
Como regla general, los diámetros nominales (DN) de las tuberías de acero se indican hasta el tamaño 50, después de lo cual es habitual indicar los diámetros exteriores de las tuberías. Pero para las tuberías de plástico, generalmente solo se indican los diámetros exteriores.
El aislamiento técnico para tuberías, que se suministra en forma de tuberías aislantes del calor (elementos tubulares), está representado por tamaños estándar que tienen en cuenta Dnap: los diámetros exteriores de las tuberías (que no deben confundirse con los diámetros condicionales Dу) de tubería.
Ejemplo:
Suponga que su especificación técnica indica una tubería de acero con un diámetro de DN 20 y una capa aislante del calor con un espesor de 13 mm. Tómese su tiempo para pedir aislamiento térmico para tuberías con diámetros internos: 20 mm o el más cercano 22 mm (respectivamente, tamaños estándar de aislamiento 20x13 y 22x13).
Asegúrese de prestar atención al factor de que si tiene una tubería de acero con DN 20, luego, teniendo en cuenta el grosor de la pared de la tubería, su diámetro exterior será de aproximadamente 28 mm, por lo tanto, el tamaño requerido de aislamiento térmico es 28x13, y si se utiliza una tubería de cobre con DN 20, su diámetro exterior será de unos 22 mm y el tamaño del aislamiento térmico será de 22x13 (donde 13 mm es el espesor de la capa de aislamiento térmico).
Colocación de aislamiento
El cálculo del aislamiento depende del tipo de instalación utilizada. Puede ser exterior o interior.
Se recomienda el aislamiento externo para la protección de los sistemas de calefacción. Se aplica a lo largo del diámetro exterior, proporciona protección contra la pérdida de calor, la aparición de rastros de corrosión. Para determinar los volúmenes de material, es suficiente calcular el área de superficie de la tubería.
El aislamiento térmico mantiene la temperatura en la tubería independientemente del efecto de las condiciones ambientales en ella.
La colocación interna se utiliza para fontanería.
Protege perfectamente contra la corrosión química, evita la pérdida de calor por vías con agua caliente. Por lo general, es un material de revestimiento en forma de barnices, morteros especiales de cemento y arena.La elección del material también se puede realizar en función de la junta que se utilice.
La instalación de conductos es la más solicitada. Para esto, los canales especiales se organizan preliminarmente y las pistas se colocan en ellos. Con menos frecuencia, se usa el método de colocación sin canales, ya que se necesita equipo especial y experiencia para realizar el trabajo.El método se usa en el caso de que no sea posible realizar trabajos en la instalación de zanjas.
Instalación de aislamiento
El cálculo de la cantidad de aislamiento depende en gran medida del método de su aplicación. Depende del lugar de aplicación: para la capa aislante interna o externa.
Puede hacerlo usted mismo o usar un programa de calculadora para calcular el aislamiento térmico de las tuberías. El revestimiento de la superficie exterior se utiliza para tuberías de agua caliente a altas temperaturas para protegerlas de la corrosión. El cálculo con este método se reduce a determinar el área de la superficie exterior del sistema de suministro de agua, para determinar la necesidad de un medidor de funcionamiento de la tubería.
El aislamiento interno se utiliza para las tuberías de la red de agua. Su objetivo principal es proteger el metal de la corrosión. Se utiliza en forma de barnices especiales o una composición de cemento y arena con una capa de varios mm de espesor.
La elección del material depende del método de instalación: canal o sin canal. En el primer caso, las bandejas de hormigón se colocan en el fondo de una zanja abierta para su colocación. Las canaletas resultantes se cierran con cubiertas de hormigón, después de lo cual el canal se llena con tierra previamente eliminada.
El tendido sin canales se utiliza cuando no es posible excavar una tubería de calefacción.
Esto requiere equipo de ingeniería especial. Calcular el volumen de aislamiento térmico de las tuberías en calculadoras en línea es una herramienta bastante precisa que le permite calcular la cantidad de materiales sin jugar con fórmulas complejas. Las tasas de consumo de materiales se dan en el SNiP correspondiente.
Publicado el: 29 de diciembre de 2017
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- Fecha: 15-04-2015Comentarios: Clasificación: 26
El cálculo realizado correctamente del aislamiento térmico de la tubería puede aumentar significativamente la vida útil de las tuberías y reducir su pérdida de calor.
Sin embargo, para no equivocarse en los cálculos, es importante tener en cuenta incluso los matices menores.
El aislamiento térmico de las tuberías evita la formación de condensado, reduce el intercambio de calor entre las tuberías y el medio ambiente y garantiza la operatividad de las comunicaciones.
Visión general
El cálculo del aislamiento térmico es una de las tareas de diseño que requieren más tiempo. Los requisitos modernos para el tiempo y la ejecución del proyecto hacen que el cálculo manual del aislamiento para proyectos grandes sea casi imposible Incluso el uso de álbumes de diseño estándar no permite proporcionar completamente la eficiencia de trabajo requerida.
El programa desarrollado en NTP Truboprovod permite calcular y seleccionar aislamientos térmicos, ahorrando hasta un 90% del tiempo que habitualmente dedica a esta tarea. El programa en modo automático forma completamente la estructura de aislamiento térmico, calcula y genera una hoja de datos generales (lista de referencia y documentos adjuntos), una hoja de instalación técnica, una lista de cantidades (para el departamento de presupuestos) y una especificación de acuerdo con GOST 21.405-93, GOST 21.110-2013 y GOST R 21.1101 -2013.
El programa está recomendado para su uso en oficinas y departamentos de diseño en el diseño y reconstrucción de tuberías principales y tecnológicas y redes de calefacción, equipos en refinación de petróleo, química, petroquímica, gas, petróleo, energía térmica y otras industrias que calculan y seleccionan aislamientos térmicos para oleoductos y equipos.
Opciones de aislamiento de tuberías
Finalmente, consideraremos tres métodos efectivos para el aislamiento térmico de tuberías.
Quizás algunos de ellos te atraigan:
- Aislamiento térmico mediante cable calefactor.Además de los métodos de aislamiento tradicionales, también existe un método alternativo. El uso del cable es muy conveniente y productivo, considerando que solo se necesitan seis meses para proteger la tubería de la congelación. En el caso de calentar tuberías con cable, existe un importante ahorro de esfuerzo y dinero que habría que gastar en movimiento de tierras, material aislante y otros puntos. Las instrucciones de funcionamiento permiten colocar el cable tanto en el exterior como en el interior de las tuberías.
Aislamiento térmico adicional con cable calefactor
- Calentando con aire. El error de los sistemas de aislamiento térmico modernos es el siguiente: a menudo no se tiene en cuenta que la congelación del suelo se produce según el principio "de arriba a abajo". El flujo de calor que emana de las profundidades de la tierra tiende a encontrarse con el proceso de congelación. Pero dado que el aislamiento se realiza en todos los lados de la tubería, resulta que también lo aíslo del aumento de calor. Por lo tanto, es más racional montar un calentador en forma de paraguas sobre las tuberías. En este caso, el espacio de aire será una especie de acumulador de calor.
- "Una pipa en una pipa". Aquí, se colocan más tuberías en tuberías de polipropileno. ¿Cuáles son las ventajas de este método? En primer lugar, las ventajas incluyen el hecho de que la tubería se puede calentar en cualquier caso. Además, es posible calentar con un dispositivo de succión de aire caliente. Y en situaciones de emergencia, puede estirar rápidamente la manguera de emergencia, evitando así todos los momentos negativos.
Aislamiento de tubería en tubería
Cálculo del volumen de aislamiento de tuberías y colocación de material.
- Tipos de materiales aislantes Colocación de aislamiento Cálculo de materiales aislantes para tuberías Eliminación de defectos de aislamiento
El aislamiento de las tuberías es necesario para reducir significativamente la pérdida de calor.
Primero, debe calcular el volumen de aislamiento de la tubería. Esto permitirá no solo optimizar los costos, sino también garantizar el desempeño competente del trabajo, manteniendo las tuberías en condiciones adecuadas. El material correctamente seleccionado evita la corrosión y mejora el aislamiento térmico.
Diagrama de aislamiento de tuberías.
Hoy en día, se pueden utilizar diferentes tipos de recubrimientos para proteger las pistas. Pero es necesario tener en cuenta exactamente cómo y dónde se llevarán a cabo las comunicaciones.
Para las tuberías de agua, puede usar dos tipos de protección a la vez: revestimiento interno y externo. Se recomienda utilizar lana mineral o lana de vidrio para las vías de calefacción y PPU para las industriales. Los cálculos se realizan por diferentes métodos, todo depende del tipo de cobertura seleccionado.
Características del tendido de redes y metodología de cálculo normativo.
Realizar cálculos para determinar el espesor de la capa termoaislante de superficies cilíndricas es un proceso bastante laborioso y complejo.
Si no está listo para confiarlo a especialistas, debe abastecerse de atención y paciencia para obtener el resultado correcto. La forma más común de calcular el aislamiento de la tubería es calcularlo utilizando indicadores de pérdida de calor estandarizados.
El hecho es que SNiPom estableció los valores de pérdida de calor por tuberías de diferentes diámetros y con diferentes métodos de colocación:
Esquema de aislamiento de tuberías.
- de manera abierta en la calle;
- abierto en una habitación o túnel;
- método sin canales;
- en canales intransitables.
La esencia del cálculo está en la selección del material de aislamiento térmico y su espesor de tal manera que el valor de las pérdidas de calor no exceda los valores prescritos en SNiP. La técnica de cálculo también está regulada por documentos reglamentarios, es decir, por el Código de Reglas correspondiente. Este último ofrece una metodología un poco más simplificada que la mayoría de los libros de referencia técnica existentes. Las simplificaciones están contenidas en los siguientes puntos:
Las pérdidas de calor durante el calentamiento de las paredes de la tubería por el medio transportado en ella son insignificantes en comparación con las pérdidas que se pierden en la capa de aislamiento exterior. Por esta razón, se permite ignorarlos. La gran mayoría de todas las tuberías de procesos y redes están hechas de acero, su resistencia a la transferencia de calor es extremadamente baja. Especialmente en comparación con el mismo indicador de aislamiento.
Por lo tanto, se recomienda no tener en cuenta la resistencia a la transferencia de calor de la pared metálica de la tubería.
Características del proceso
¿Qué determina el espesor del aislamiento térmico de las tuberías? ¿Qué factores deben tenerse en cuenta en los cálculos?
Características de la red
¿Por qué difiere el aislamiento térmico de las tuberías de proceso? En primer lugar, este proceso depende de la ubicación y los datos del propio sistema.
Existen las siguientes formas de tendido de rutas:
- instalación al aire libre - en la calle;
- en habitación;
- por tecnología sin canales;
- a través del túnel;
- en canales intransitables.
De acuerdo con los estándares SNiP, para cada una de las opciones de instalación, se proporcionan diferentes indicadores de pérdidas de calor permisibles. Mucha gente piensa que una calculadora de aislamiento de tuberías basada en dichos datos de entrada es la herramienta más práctica y correcta. Por supuesto, se tienen en cuenta otros parámetros, de los que conocerá más adelante.
La regla principal de la técnica es que la cantidad de pérdida de calor de la ruta que se está colocando no debe exceder el nivel prescrito por SNiP.
También existe una metodología alternativa (según los propietarios novatos, una más simple), basada en los estándares establecidos en los documentos llamados Código de Reglas. Esta guía se considera la más accesible para la comprensión y, por lo tanto, una "varita mágica" para los principiantes en el campo del trazado de senderos. ¿Cuáles son las simplificaciones?
- Se permite no tener en cuenta la oposición de las paredes metálicas de los elementos al proceso de transferencia de calor. La razón de esta relajación es la siguiente: casi todas las redes y tuberías tecnológicas están hechas de acero, que se caracteriza por una resistencia extremadamente baja a la transferencia de calor.
- Si comparamos las pérdidas de calor en la capa de material termoaislante y dentro de la propia estructura (debido a la transferencia de calor del contenido del sistema a las paredes), entonces estas últimas son tan escasas que pueden ignorarse al calcular la instalación de aislamiento térmico de tuberías.
Solo después de realizar cálculos detallados, quedará claro qué materiales para el aislamiento térmico de las tuberías debe comprar, qué grosor de esta materia prima es aplicable para una opción en particular, cómo debería suceder todo.
¡Vale la pena prestar atención! Descuidar los cálculos, que parecen estar destinados a ahorrar tiempo y dinero, puede llevarlo al resultado opuesto. Por ejemplo, la elección del espesor del material según el método "a ojo" conllevará gastos injustificados si el indicador supera las normas establecidas.
Antes de instalar el sistema, debe calcular todo en detalle: qué tipo de aislamiento necesita, cuál es su espesor aplicable para cubrir una estructura en particular
Factores de influencia
¿De qué puntos depende la elección del espesor del material y el tipo de aislamiento térmico de las tuberías?
Recuerde la lista de estos factores importantes:
- temperatura del contenido del sistema;
- tipo y características de aislamiento;
- cambios de temperatura fuera de la red, en el entorno que rodea la pista;
- el límite de la carga mecánica en la estructura;
- la tendencia del material de aislamiento térmico a la deformación;
- en el caso de la colocación subterránea del sistema, la carga desde el suelo.
¡Es importante saberlo! Para rutas con una temperatura de contenido no superior a 12 grados, no hay suficiente aislamiento térmico de tuberías con lana mineral. En tales casos, también se debe usar material revestido con papel de aluminio, que hace frente con éxito a la misión de la barrera de vapor.
Diagrama de aislamiento térmico
Cálculo térmico de la red de calefacción.
Para el cálculo térmico aceptaremos los siguientes datos:
· Temperatura del agua en la tubería de suministro 85 ° C;
· Temperatura del agua en la tubería de retorno 65 ° C;
· La temperatura media del aire durante el período de calefacción de la República de Moldavia es de +0,6 oC;
Calculemos las pérdidas de las tuberías no aisladas. Se puede realizar una determinación aproximada de las pérdidas de calor por 1 m de una tubería sin aislamiento, dependiendo de la diferencia de temperatura entre la pared de la tubería y el aire ambiente, de acuerdo con el nomograma. El valor de pérdida de calor determinado por el nomograma se multiplica por los factores de corrección:
Dónde: a
- un factor de corrección que tiene en cuenta la diferencia de temperatura,
y
=0,91;
B
- corrección por radiación, para
D
= 45 mm y
D
= 76 mm
B
= 1.07, y para
D
= 133 mm
B
=1,08;
l
- longitud de la tubería, m.
Pérdidas de calor de 1 m de tubería no aislada, determinadas a partir del nomograma:
por D
= 133 mm
Qnom
= 500 W / m; por
D
= 76 mm
Qnom
= 350 W / m; por
D
= 45 mm
Qnom
= 250 W / m.
Teniendo en cuenta que la pérdida de calor será tanto en el suministro como en las tuberías de retorno, entonces la pérdida de calor debe multiplicarse por 2:
kW.
Pérdida de calor de soportes de suspensión, etc. Se agrega un 10% a la pérdida de calor de la tubería no aislada en sí.
kW.
Los valores estándar de las pérdidas de calor anuales medias para una red de calefacción durante el tendido sobre el suelo se determinan mediante las siguientes fórmulas:
donde :, - pérdidas de calor anuales promedio estándar, respectivamente, de las tuberías de suministro y retorno de las secciones de tendido sobre el suelo, W;
, - valores estándar de pérdidas de calor específicas de las redes de calentamiento de agua de dos tuberías, respectivamente, de las tuberías de suministro y retorno para cada diámetro de las tuberías para el tendido sobre el suelo, W / m, determinado por;
l
- longitud de una sección de una red de calefacción, caracterizada por el mismo diámetro de tuberías y tipo de tendido, m;
- coeficiente de pérdidas de calor locales, teniendo en cuenta las pérdidas de calor de accesorios, soportes y compensadores. El valor del coeficiente de acuerdo con se toma para una instalación sobre el suelo de 1,25.
El cálculo de la pérdida de calor de las tuberías de agua aisladas se resume en la Tabla 3.4.
Tabla 3.4 - Cálculo de la pérdida de calor de las tuberías de agua aisladas
| dн, mm | , W / m | , W / m | l, m | , W | , W |
| 133 | 59 | 49 | 92 | 6,79 | 5,64 |
| 76 | 41 | 32 | 326 | 16,71 | 13,04 |
| 49 | 32 | 23 | 101 | 4,04 | 2,9 |
La pérdida de calor anual media de una red de calefacción aislada será de 49,12 kW / año.
Para evaluar la efectividad de una estructura aislante, a menudo se usa un indicador, llamado índice de eficiencia del aislamiento:
Dónde Qr
, Qy
- pérdidas de calor de tuberías aisladas y no aisladas, W.
Relación de eficiencia de aislamiento:
Aislamiento térmico de tuberías para garantizar la temperatura superficial requerida.
La búsqueda de tales objetivos generalmente se asocia con el hecho de que los requisitos de seguridad prescriben la necesidad de reducir la generación de calor en la habitación para proteger al personal operativo de las quemaduras, y las pérdidas de calor en la empresa no están reguladas. Por ley, de acuerdo con las normas y requisitos de SNiP, a una temperatura del refrigerante por debajo de 100 ° C en la habitación, la temperatura en la superficie del aislamiento de la tubería no debe exceder los 35 °. A una temperatura del refrigerante superior a 100 ° C, la temperatura de la superficie no debe superar los 45 ° C. Al aire libre, la barra de temperatura aumenta, pero aún está limitada a 55 ° C cuando se usa una capa protectora de metal y a 60 ° cuando se usan otros tipos de capas de aislamiento de tuberías.
Esquema de aislamiento térmico de tuberías para garantizar la temperatura superficial requerida.
Al elegir un revestimiento protector para el aislamiento térmico de tuberías ubicadas en una habitación, es necesario tener en cuenta las propiedades de radiación de su superficie. Entonces, para reducir el espesor de la capa de aislamiento térmico de las tuberías, se debe utilizar un revestimiento protector no metálico con una alta emisividad, ya que en las mismas condiciones de cálculo, el espesor del revestimiento no metálico del aislamiento térmico de las tuberías será ser significativamente más bajo que con un revestimiento metálico.Las dimensiones de la capa aislante, determinadas por el cálculo para una temperatura dada en su superficie, dependerán de factores tales como:
- temperatura ambiente;
- ubicación de la estructura (puede ser interior o exterior);
- diámetro exterior de la tubería;
- la temperatura del propio refrigerante;
- coeficiente de transferencia de calor desde la superficie del aislamiento térmico de la tubería al aire ambiente.
El método de cálculo de una estructura de aislamiento térmico de una sola capa.
La fórmula básica para calcular el aislamiento térmico de las tuberías muestra la relación entre la magnitud del flujo de calor de la tubería de operación, cubierta con una capa de aislamiento, y su espesor. La fórmula se aplica si el diámetro de la tubería es inferior a 2 m:
La fórmula para calcular el aislamiento térmico de tuberías.
ln B = 2πλ [K (tt - a) / qL - Rn]
En esta fórmula:
- λ - coeficiente de conductividad térmica del aislamiento, W / (m ⁰C);
- K - coeficiente adimensional de pérdidas de calor adicionales a través de sujetadores o soportes, algunos valores de K se pueden tomar de la Tabla 1;
- tт - temperatura en grados del medio transportado o portador de calor;
- to - temperatura del aire exterior, ⁰C;
- qL es el flujo de calor, W / m2;
- Rн - resistencia a la transferencia de calor en la superficie exterior del aislamiento, (m2 ⁰C) / W.
tabla 1
| Condiciones de tendido de tuberías | El valor del coeficiente K |
| Las tuberías de acero se abren a lo largo de la calle, a lo largo de canales, túneles, se abren en el interior sobre soportes deslizantes con un diámetro nominal de hasta 150 mm. | 1.2 |
| Las tuberías de acero se abren a lo largo de la calle, a lo largo de canales, túneles, se abren en el interior sobre soportes deslizantes con un diámetro nominal de 150 mm o más. | 1.15 |
| Las tuberías de acero se abren a lo largo de la calle, a lo largo de canales, túneles, se abren en interiores sobre soportes suspendidos. | 1.05 |
| Tubería no metálica colocada sobre soportes elevados o deslizantes. | 1.7 |
| Manera de tendido sin canales. | 1.15 |
El valor de la conductividad térmica λ del aislamiento es una referencia, dependiendo del material de aislamiento térmico seleccionado. Se recomienda tomar la temperatura del medio transportado tt como la temperatura media a lo largo del año, y del aire exterior tо como la temperatura media anual. Si la tubería aislada pasa a través de la habitación, la temperatura ambiente se establece mediante la asignación de diseño técnico y, en su ausencia, se supone que es de + 20 ° C. El indicador de resistencia a la transferencia de calor en la superficie de una estructura de aislamiento térmico Rн para condiciones de instalación al aire libre se puede tomar de la Tabla 2.
Tabla 2
| Rн, (m2 ⁰C) / W | DN32 | DN40 | DN50 | DN100 | DN125 | DN150 | DN200 | DN250 | DN300 | DN350 | DN400 | DN500 | DN600 | DN700 |
| tт = 100 ⁰C | 0.12 | 0.10 | 0.09 | 0.07 | 0.05 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.017 | 0.015 |
| tт = 300 ⁰C | 0.09 | 0.07 | 0.06 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.015 | 0.013 |
| tт = 500 ⁰C | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.016 | 0.014 | 0.012 |
Nota: el valor de Rn a valores intermedios de la temperatura del refrigerante se calcula por interpolación. Si el indicador de temperatura está por debajo de 100 ⁰C, el valor de Rn se toma como para 100 ⁰C.
El indicador B debe calcularse por separado:
Tabla de pérdidas de calor para diferentes espesores de tubería y aislamiento térmico.
B = (dfrom + 2δ) / dtr, aquí:
- diz - diámetro exterior de la estructura de aislamiento térmico, m;
- dtr - diámetro exterior de la tubería protegida, m;
- δ es el espesor de la estructura termoaislante, m.
El cálculo del espesor de aislamiento de las tuberías comienza con la determinación del indicador ln B, sustituyendo los valores de los diámetros exteriores de la tubería y la estructura de aislamiento térmico, así como el espesor de la capa, en la fórmula, después de lo cual el parámetro ln B se encuentra en la tabla de logaritmos naturales y calcule. Es decir, el espesor del aislamiento de la tubería debe ser tal que los lados derecho e izquierdo de la ecuación sean idénticos. Este valor de espesor debe tomarse para un mayor desarrollo.
El método de cálculo considerado se aplica a tuberías con un diámetro inferior a 2 m. Para tuberías con un diámetro mayor, el cálculo del aislamiento es algo más simple y se realiza tanto para una superficie plana como según una fórmula diferente:
δ = [K (tt - a) / qF - Rn]
En esta fórmula:
- δ es el espesor de la estructura de aislamiento térmico, m;
- qF es el valor del flujo de calor normalizado, W / m2;
- otros parámetros, como en la fórmula de cálculo para una superficie cilíndrica.
Cálculo del aislamiento térmico de la pantalla de tuberías de sistemas de suministro de calor.
(IG Belyakov, A.Yu. Vytchikov, L.D. Evseev)
En los sistemas de suministro de calor, la espuma de poliuretano se usa ampliamente para el aislamiento de tuberías como calentador, que tiene un valor bajo del coeficiente de conductividad térmica. La temperatura máxima de funcionamiento para varias marcas de espuma de poliuretano está en el rango de 80 a 200 ° C, por lo tanto, es necesario protegerla del sobrecalentamiento aplicando papel de aluminio a la superficie interna de la carcasa.
Se crea un espacio de aire entre la carcasa y la tubería, cuyo tamaño afecta significativamente la diferencia de temperatura entre la superficie exterior de la tubería y la espuma de poliuretano. En la figura 1 se muestra una esquematización del proceso de transferencia de calor en una tubería aislada.
Figura 1. Transferencia de calor en una tubería aislada
El cálculo del espesor de la capa de aislamiento térmico se realizó para tuberías ubicadas al aire libre con una temperatura del refrigerante de 100 a 150 ° C.
La formulación matemática del problema en consideración adoptará la siguiente forma:
Dónde:
q1 - la densidad del flujo de calor que atraviesa la estructura, W / m; t - temperatura del refrigerante, ° C; t0 - temperatura ambiente, tomada igual a la temperatura media del período de calefacción (t0 = -5,2 ° C, Samara); dy - diámetro nominal de la tubería, m; dн - diámetro exterior de la tubería, m; dfrom1, dfrom2 - diámetro interior y exterior de una carcasa de espuma de poliuretano, m; - coeficiente de transferencia de calor de la superficie exterior del aislamiento, tomado igual a 29 W / (m2 ° C) de acuerdo con el Apéndice 9, SNiP 2.04.14-88 "Aislamiento térmico de equipos de tubería". M., 1999; λ, λ de 1, λ de 2 - coeficiente de conductividad térmica del material de la tubería, entrehierro y espuma de poliuretano, respectivamente, W / (m ° C). El coeficiente de conductividad térmica del espacio de aire se determina teniendo en cuenta la convección y la transferencia de calor por radiación:
Dónde: λm - valor del coeficiente de conductividad térmica del aire, W / (m ° C); - coeficiente de convección, teniendo en cuenta el efecto de la convección natural> = 1 - coeficiente de transferencia de calor por radiación, W / (m2 ° C); - espesor del entrehierro, m;
Para encontrar el coeficiente de convección, se recomienda utilizar la ecuación de criterio obtenida por M.A. Mikheev en 103
En la ecuación anterior, el grosor de la capa intermedia debe tomarse como el tamaño de definición y la temperatura promedio del aire debe tomarse como la temperatura de definición.
Dónde: gramo - aceleración de la gravedad, m2 / s; - coeficiente de viscosidad cinemática del aire, m2 / s;
- coeficiente de expansión volumétrica del aire, 1 / ° K;
- temperatura media del aire en la capa intermedia, ° C;
- la diferencia de temperaturas de las superficies de las capas, ° C; Pr - Criterio de Prandtl.
donde: - emisividad reducida para un sistema de placas paralelas con grados de emisividad
- emisividad de un cuerpo negro absoluto;
- temperaturas de las superficies de las placas, ° K;
Figura 2. Dependencia de la diferencia de temperatura delta t del tamaño del entrehierro
La figura 2 muestra la dependencia de la diferencia de temperatura entre la superficie exterior de la tubería y la superficie interior del delta t de la carcasa en el tamaño del espacio de aire en du = 0,82 m.
El espesor de la capa de aislamiento térmico de espuma de poliuretano grado PPU-110 es de 16 mm.
