Расчет толщины изоляции трубопроводов: формулы

Расчет толщины теплоизоляции трубопроводов

С целью обеспечения оптимальной транспортировки по трубопроводам различных сред цилиндрические конструкции принято изолировать. Нормативными документами установлены определенные требования к толщине теплоизоляции.

Процесс вычисления толщины теплоизоляционного слоя трубопроводов является сложным и трудоемким. Наиболее распространенной методикой является определение данного параметра по нормируемым показателям теплопотерь. Величины потерь установлены СНиПом и зависят от способов прокладки трубопроводов разного диаметра:

  • открыто на улице;
  • открыто в помещении;
  • бесканальным путем;
  • в непроходных каналах.

Суть расчета сводится к подбору такой толщины теплоизоляционного материала, чтобы значение фактических теплопотерь не превышало установленных в СНиПе показателей.

Вычисление толщины однослойной изоляции конструкции

Главная формула для расчета изоляции трубопровода представлена в следующем виде:

  • λ — коэффициент теплопроводности изоляции (справочный);
  • К — коэффициент дополнительных теплопотерь через крепления или опоры;
  • tT — температура транспортируемой среды (среднегодовая);
  • to — температура наружного воздуха (среднегодовая);
  • qL — величина теплового потока;
  • RH — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности утеплителя (табличное значение).

Значение показателя В определяется отдельно:

  • δ — толщина изоляционной конструкции;
  • dиз — наружный диаметр трубопровода;
  • dтр — наружный диаметр изолируемой трубы.

Параметр ln находят по таблице логарифмов. В итоге толщина изоляции должна быть такой, при которой будет соблюдено условие тождественности левой и правой частей уравнения.

Вычисление толщины многослойной теплоизоляции

В случае перемещения по трубопроводу теплоносителя с высокой температурой (500-600 ℃) поверхность объекта изолируется двумя слоями из разных материалов. Один из слоев выступает в качестве ограждения горячей поверхности от второго, который, в свою очередь, служит для защиты трубопровода от низкой температуры воздуха снаружи. При этом важно, чтобы температура на границе слоев t1,2 была допустимой для материала наружного слоя изоляции.

Чтобы рассчитать толщину теплоизоляции первого слоя, используется уже знакомая нам формула:

Для определения толщины второго слоя вместо значения температуры поверхности трубопровода tT принимают температуру на границе двух изоляционных слоев t1,2.

Если диаметр трубопровода меньше 2 м, формула имеет следующий вид:

Довольно громоздкие расчеты толщины теплоизоляции трудно вести вручную. Поэтому с целью упрощения процесса и быстрого получения результата алгоритм рекомендуется внести в программу Microsoft Excel.

Расчет изоляции трубопроводов по заданной величине снижения температуры теплоносителя

В отдельных случаях требуется, чтобы теплоноситель был доставлен по трубопроводу в конечный пункт назначения с определенной температурой. Согласно этому условию и должен быть выполнен расчет толщины теплоизоляции.

Сначала находится полное тепловое сопротивление изоляции RП :

  • К — коэффициент дополнительных теплопотерь через крепления или опоры;
  • tт.нач — начальная температура теплоносителя;
  • tо — температура окружающей среды;
  • tт.нач — конечная температура теплоносителя;
  • l — длина трубопровода;
  • G — расход теплоносителя;
  • C — удельная теплоемкость транспортируемой среды.

Далее значение толщины теплоизоляции рассчитывается по знакомой формуле:

Расчет изоляции трубопроводов по заданной температуре поверхности утепляющего слоя

На многих промышленных предприятиях трубопроводы проложены внутри рабочих помещений, в которых находятся люди. В этой связи правила охраны труда диктуют повышенные требования к температуре труб. Вычисление толщины теплоизоляционного слоя для труб диаметром более 2 м по заданной температуре поверхности утеплителя выполняется по формуле:

  • α — коэффициент теплоотдачи (справочный);
  • tП — нормируемая температура поверхности утеплителя;
  • остальные параметры — из предыдущих формул.

Несмотря на то, что данная методика имеют незначительную погрешность, она применяется в настоящее время для вычисления показателей изолирующего слоя. Для получения более точных расчетов лучше воспользоваться специализированным программным обеспечением.

Расчет толщины изоляции трубопроводов: формулы

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ

Designing of thermal insulation of equipment and pipe lines

1 РАЗРАБОТАН ГУП НИИмосстрой при участии Государственного предприятия – Центр методологии нормирования и стандартизации в строительстве (ГП ЦНС) и группы специалистов

2 ОДОБРЕН И РЕКОМЕНДОВАН к применению в качестве нормативного документа Системы нормативных документов в строительстве постановлением Госстроя России от 16.08.2000 г. N 81

ОДОБРЕН для применения в странах СНГ протоколом N 16 от 02.12.99 г. Межгосударственной научно-технической комиссии по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС)

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий Свод правил содержит указания по проектированию тепловой изоляции наружной поверхности оборудования и трубопроводов, выполнение которых обеспечит соблюдение обязательных требований к теплозащите тепловых сетей, технологических трубопроводов при строительстве, капитальном ремонте и эксплуатации теплоизоляционной конструкции, установленных действующим СНиП 2.04.14-88* “Тепловая изоляция оборудования трубопроводов”.

Решение вопроса о применении данного документа при проектировании и строительстве конкретных зданий и сооружений относится к компетенции проектной или строительной организации. В случае если принято решение о применении настоящего документа, все установленные в нем правила являются обязательными. Частичное использование требований и правил, приведенных в настоящем документе, не допускается.

В данный Свод правил включены методы расчета тепловой изоляции оборудования, технологических трубопроводов и трубопроводов надземных и подземных тепловых сетей, приведены таблицы толщины изоляции, составленные с ориентацией на применение высокоэффективных утеплителей на основе новых норм плотности теплового потока через изолированную поверхность оборудования и трубопроводов, введенных постановлением Госстроя России от 31.12.97 г. N 18-80.

В разработке Свода правил принимали участие: В.Г.Петров-Денисов (руководитель работы), Б.М.Шойхет, Л.В.Ставрицкая, Ю.В.Матвеев (АО “Теплопроект”), А.В.Сладков (НИИмосстрой), В.А.Глухарев (Госстрой России), Л.С.Васильева (ГП ЦНС).

Читайте также:
Скамейка-трансформер своими руками — не только удобно, но и красиво

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий Свод правил следует применять при проектировании и монтаже тепловой изоляции наружной поверхности оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ от 50 до 600 °С и расположенных в зданиях, сооружениях и на открытом воздухе, а также трубопроводов тепловых сетей при надземной прокладке и подземной, выполненной в каналах и бесканально.

2 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ТРУБОПРОВОДОВ И ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

2.1 Основные расчетные зависимости для определения теплозащитных свойств теплоизоляционных конструкций

Для теплового расчета изоляции используются уравнения стационарной теплопередачи через плоские и криволинейные поверхности.

Теплопередача плоской теплоизоляционной конструкции рассчитывается по формулам:

состоящей из слоев изоляции

; (1)

; (2)

; (3)

, (4)

где – поверхностная плотность теплового потока через плоскую теплоизоляционную конструкцию, Вт/м ;

– температура среды внутри изолируемого оборудования, °С;

– температура окружающей среды, °С;

– термическое сопротивление теплоотдаче на внутренней поверхности стенки изолируемого объекта, м ·°С/Вт;

– то же, на наружной поверхности теплоизоляции, м ·°С/Вт;

– термическое сопротивление кондуктивному переносу теплоты стенки изолируемого объекта, м ·°С/Вт;

– то же, плоского слоя изоляции, м ·°С/Вт;

– полное термическое сопротивление кондуктивному переносу теплоты -слойной плоской изоляции;

– термическое сопротивление -го слоя, м ·°С/Вт;

– линейная плотность теплового потока через цилиндрическую теплоизоляционную конструкцию, Вт/м;

– линейное термическое сопротивление теплоотдаче внутренней стенки изолируемого объекта, м·°С/Вт;

– то же, наружной изоляции м·°С/Вт;

– линейное термическое сопротивление кондуктивному переносу теплоты цилиндрической стенки изолируемого объекта, м·°С/Вт;

– то же, цилиндрического слоя изоляции, м·°С/Вт;

– полное линейное термическое сопротивление кондуктивному переносу теплоты -слойной цилиндрической изоляции;

– линейное термическое сопротивление -го слоя, м·°С/Вт;

В уравнениях (1)-(4) термические сопротивления теплоотдаче и кондуктивному переносу теплоты определяются по формулам:

; ; ; ; ; (5)

; ; ; (6)

; , (7)

где , – коэффициенты теплоотдачи внутренней поверхности стенки изолируемого объекта и наружной поверхности изоляции, Вт/(м ·°С);

, , – коэффициенты теплопроводности соответственно материала стенки изолируемого объекта однослойной изоляции, изоляции -го слоя -слойной изоляции, Вт/(м·°С);

, , – толщина соответственно стенки изолируемого объекта, однослойной изоляции -го слоя -слойной изоляции, м;

, – внутренний и наружный диаметры стенки изолируемого объекта, м;

– наружный диаметр изоляции, м;

, – наружный и внутренний диаметры -го слоя -слойной изоляции, м.

Распределение температур в многослойной изоляции рассчитывается по формулам:

температуры на внутренней и наружной поверхностях стенки изолируемого объекта плоской формы:

; ; (8)

температура на наружной поверхности первого слоя изоляции, на границе 1-го и 2-го слоев

; (9)

и далее, начиная со 2-го слоя, на границах ( )-го и -го слоев

; (10)

температура на наружной поверхности -слоя -слойной стенки:

. (11)

Для цилиндрических многослойных изоляционных конструкций структура формул для расчета распределения температур имеет вид:

; ; (12)

; (13)

; (14)

. (15)

Значения поверхностной и линейной плотности тепловых потоков, входящих в формулы (8)-(15), определяются по (1)-(3), а термические сопротивления – по (5)-(7).

Расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов

В конструкциях теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ в диапазоне от 20 до 300 °С

для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять

теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м 3

и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06

Для теплоизоляционного слоя трубопроводов при бесканальной

прокладке следует применять материалы с плотностью не более 400 кг/м 3 и коэффициентом теплопроводности не более 0,07 Вт/(м · К).

Расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов δk , м по нормированной плотности теплового потока выполняют по формуле:

где – наружный диаметр трубопровода, м;

отношение наружного диаметра изоляционного слоя к диаметру трубопровода .

Величину определяют по формуле:

основание натурального логарифма;

теплопроводность теплоизоляционного слоя Вт/(м· o С) определяемый по приложению 14.

Rк– термическое сопротивление слоя изоляции, м·°С/Вт, величину которого определяют при подземной канальной прокладке трубопровода по формуле:

где суммарное термическое сопротивление слоя изоляции и других дополнительных термических сопротивлений на пути теплового

потока, м·°С/Вт определяемое по формуле:

где средняя за период эксплуатации температура теплоносителя, о С. В соответствии с [6] её следует принимать при различных температурных режимах по таблице 6:

Таблица 6 – Температура теплоносителя при различных режимах

Температурные режимы водяных тепловых сетей, o C

Расчетная температура теплоносителя, o C

среднегодовая температура грунта, для различных городов указана в [ 9, c 360 ]

нормированная линейная плотность теплового потока, Вт/м (принимается по приложению15);

коэффициент, принимаемый по приложению 16;

коэффициент взаимного влияния температурных полей соседних трубопроводов;

термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя, м· o С /Вт, определяемое по формуле:

где коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в

окружающий воздух, Вт/(м. · °С) который, согласно [6], принимается при прокладке в каналах , Вт/(м · °С);

d – наружный диаметр трубопровода, м;

термическое сопротивление внутренней поверхности канала, м· o С/Вт,определяемое по формуле:

где коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала, αe = 8 Вт/(м. · °С);

внутренний эквивалентный диаметр канала, м, определяемый

периметр сторон по внутренним размерам канала, м; (размеры каналов приведены в приложении 17)

Читайте также:
Противоскользящая и морозостойкая плитка для крыльца: уличная для ступеней с нескользящей поверхностью и наружная резиновая нескользкая

внутреннее сечение канала, м 2 ;

термическое сопротивление стенки канала, м· o С/Вт определяемое по формуле:

где теплопроводность стенки канала, для железобетона

наружный эквивалентный диаметр канала, определяемый по наружным размерам канала, м;

термическое сопротивление грунта,м· o С/Вт определяемое по формуле:

где коэффициент теплопроводности грунта, зависящий от его

структуры и влажности. При отсутствии данных значение можно принимать для влажных грунтов 2,0–2,5 Вт/(м · °С), для сухих грунтов 1,0–1,5 Вт/(м · °С);

глубина заложения оси теплопровода от поверхности земли, м.

Расчетную толщину теплоизоляционного слоя в конструкциях тепловой изоляции на основе волокнистых материалов и изделий (матов, плит, холстов) следует округлять до значений, кратных 10 мм. В конструкциях на основе минераловатных полуцилиндров, жестких ячеистых материалов, материалов из вспененного синтетического каучука, пенополиэтилена и пенопластов следует принимать ближайшую к расчетной толщину изделий по нормативным документам на соответствующие материалы.

Если расчетная толщина теплоизоляционного слоя не совпадает с номенклатурной толщиной выбранного материала, следует принимать по

действующей номенклатуре ближайшую более высокую толщину

теплоизоляционного материала. Допускается принимать ближайшую более низкую толщину теплоизоляционного слоя в случаях расчета по температуре на поверхности изоляции и нормам плотности теплового потока, если разница между расчетной и номенклатурной толщиной не превышает 3 мм.

ПРИМЕР 8. Определить толщину тепловой изоляции по нормируемой плотности теплового потока для двухтрубной тепловой сети с dн = 325 мм, проложенной в канале типа КЛ 120×60. Глубина заложения канала hк=0,8 м,

Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов tгр= 5,5 o C, теплопроводность грунта λгр=2,0 Вт/(м· o C), тепловая изоляция – маты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем. Температурный режим тепловой сети 150-70 o C.

По формуле (51) определим внутренний и наружный эквивалентный диаметр канала по внутренним и наружным размерам его поперечного сечения:

Определим по формуле (50) термическое сопротивление внутренней поверхности канала

По формуле (52) рассчитаем термическое сопротивление стенки канала:

По формуле (49) определим термическое сопротивление грунта:

Приняв температуру поверхности теплоизоляции , (приложение) определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего и обратного трубопроводов:

Используя приложение, определим также коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (матов теплоизоляционных из минеральной ваты на синтетическом связующем):

По формуле (49) определим термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя

По формуле (48) определим суммарные термические сопротивления для подающего и обратного трубопроводов:

Определим коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего и обратного трубопроводов:

Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего и обратного трубопроводов по формуле (47):

x

x= 1,192

x

x= 1,368

Величину B для подающего и обратного трубопроводов определим по формуле (46):

Определим толщину тепловой изоляции для подающего и обратного трубопроводов по формуле (45):

Принимаем толщину основного слоя изоляции для подающего и обратного трубопроводов одинаковой и равной 100 мм.

Министерство образования и науки РФ высшего профессионального образования Российский государственный профессионально-педагогический университет Институт электроэнергетики и информатики Кафедра автоматизированных систем электроснабжения

Курсовой проект по дисциплине

«Теплоснабжение промышленных предприятий и городов»

Расчет теплоизоляции трубопроводов. Инженерный расчет при помощи формул. Варианты изоляции трубопровода

Те, кому пришлось однажды столкнуться с промерзанием труб, знают, что это за напасть. И на всю оставшуюся жизнь запомнили важное правило – необходимо заранее утеплять водопроводные системы! Конечно же, учиться лучше на чужих ошибках.

Именно поэтому в нашей статье мы рассмотрим такой вопрос, как правильный расчет теплоизоляции трубопроводов.

Работы по сооружению и утеплению трубопровода

Способы расчета

Для того чтобы определиться с выбором подходящего утеплителя, необходимо рассчитать оптимальную толщину и плотность материала для конкретного случая. Такой расчет позволяет не только уменьшить потери тепла, но и снизить саму температуру труб, с целью их безопасного использования.

Какие факторы нужно учитывать при расчете?

  • Температуру утепляемой поверхности;
  • Температурные перепады окружающей среды;
  • Наличие механических воздействий (например, вибрации и т.д.);
  • Допустимые нагрузки на трубы;
  • Нагрузки от вышележащего грунта и транспортных средств;
  • Коэффициент теплопроводности, которой обладает выбранный утеплитель;
  • Стойкость изолирующего материала к деформации.

Изоляция трубопровода минеральной ватой

Важно!
В СНиП 41-03-2003 четко прописано, какими должны быть характеристики утеплительных материалов для различных типов трубопроводов и условий эксплуатации.
К примеру, для утепляемых труб температурой ниже 12º C , по требованиям СНиП, в теплоизоляции должно предусматриваться наличие пароизоляционного слоя.

Сейчас мы рассмотрим расчет теплоизоляции трубопровода – два проверенных способа, каждый из которых по-своему удобен и надежен.

Инженерный расчет при помощи формул

Оптимальную толщину слоя утеплителя находят путем технико-экономического расчета: толщина материала определяется исходя из его сопротивления температурам – не менее 0,86 (ºC м²/Вт) для труб с диаметром меньше или равным 25 мм, и 1,22 (ºC м²/Вт) для труб с диаметром больше 25 мм.

Приведенная ниже информация будет полезна при проведении инженерных расчетов теплоизоляции для различных трубопроводов. В качестве примера мы рассчитаем необходимую толщину утеплителя для выпускного коллектора высокофорсированного дизеля.

Полное температурное сопротивление утеплительной конструкции для цилиндрической трубы находится по следующей формуле:

Формула нахождения температурного сопротивления утеплителя

  • dиз – наружный диаметр утеплителя для трубы;
  • dн – наружный диаметр трубы;
  • из – коэффициент теплопроводности утеплительного материала;
  • в – коэффициент теплоотдачи от утеплителя к воздуху.
Читайте также:
Почему искрит розетка, когда вставляешь вилку, и как исправить?

Линейная плотность потока тепла:

Нахождение линейной плотности теплового потока

  • tн – температура наружной стенки трубы;
  • tиз – температура поверхности утеплительного слоя.

Температура внутренней стенки утеплителя трубы:

Нахождение температуры внутренней стенки утеплителя трубопровода

  • dв – внутренний диаметр трубы;
  • г – коэффициент отдачи тепла от газа к стенке;
  • т – коэффициент теплопроводности материала, из которого сделана труба.

Формула нахождения теплового баланса:

Нахождение теплового баланса

С ее помощью определяется необходимый наружный диаметр утеплителя для трубы (dиз). Затем вычисляется расчет толщины теплоизоляции трубопроводов по формуле:

Нахождение толщины утеплителя

Пример расчета: поставлена задача – рассчитать теплоизоляцию для трубопровода высокофорсированного дизеля.

Имеются следующие значения:

  • наружный диаметр трубопровода – 0,6 м;
  • его внутренний диаметр – 0,594 м;
  • температура наружной стенки трубопровода – 725 K;
  • температура наружной поверхности утеплителя – 333 K;
  • коэффициент теплопроводности утеплителя – 0,11 Вт/(м K).

Подставив все значения в формулы, данные выше, мы получаем необходимую толщину утеплителя для трубопровода – не менее 0,1 м.

Совет!
Если вы считаете, что у вас не получится правильно воспользоваться вышеприведенными формулами, то обратитесь за помощью к инженерам.
Они произведут профессиональный расчет, что позволит вам быть уверенным – теплоизоляция получится действительно качественной.
Цена на услуги специалиста вполне приемлема и доступна каждому.

Если вы все же решили самостоятельно проделать всю работу, то помните, расчет толщины утеплителя для трубопровода должен осуществляться под конкретные условия – от утеплительного материала, до сезонных температурных перепадов на улице и влажности воздуха. Кстати, влажность значительно ускоряет теплообмен и снижает эффективность некоторых утеплителей (например, минеральной ваты).

Онлайн калькулятор – незаменимый помощник в расчетах теплоизоляции

Помимо услуг квалифицированного инженера есть вариант воспользоваться онлайн помощником. Калькулятор расчета теплоизоляции трубопроводов абсолютно бесплатная программа, не требующая инсталляции и какой-либо оплаты. С ее помощью можно своими руками, да к тому же за считанные минуты произвести точное вычисление.

Вот, собственно, так выглядит онлайн помощник

Пользоваться калькулятором достаточно просто.

Сначала предлагается выбрать одну из четырех задач:

  • утепление трубопровода с целью обеспечить заданную температуру на поверхности изоляции;
  • утепление трубопровода с целью предотвратить замерзание содержащейся в нем жидкости;
  • утепление трубопровода с целью предотвратить конденсацию влаги на поверхности изоляции;
  • утепление трубопровода водяной тепловой сети двухтрубной подземной канальной прокладки.

Далее вам будет предложено ввести некоторые данные, необходимые для расчета:

  • утеплительный материал (в предложенном списке вы непременно найдете тот утеплитель, который предпочли);
  • наружный диаметр трубопровода (мм);
  • температура утепляемой поверхности (ºC);
  • сколько времени проходит до замерзания воды в состоянии инерции;
  • наличие защитного покрытия (металлическое или же неметаллическое);
  • средняя температура теплоносителя (воды и т.д.).

Вводим все необходимые параметры

Теперь останется лишь нажать кнопку «рассчитать» и получить максимально точный результат.

Примерно в такой форме будет выдан результат

Выбираем утеплитель

Главная причина замерзания трубопроводов – недостаточная скорость циркуляции энергоносителя. В таком случае, при минусовой температуре воздуха может начаться процесс кристаллизации жидкости. Так что качественная теплоизоляция труб – жизненно необходима.

Внимание!
Особенно это касается тех трубопроводов, которые работают непостоянно (например, водяная система отопления на даче).
Поэтому, дабы не пришлось размораживать и восстанавливать систему, нужно заранее позаботиться о ее тепловой изоляции.

Благо нашему поколению несказанно повезло. В недалеком прошлом утепление трубопроводов производилось по одной лишь технологии, так как утеплитель был один – стекловата. Современные производители теплоизоляционных материалов предлагаю просто широчайший выбор утеплителей для труб, отличающихся по составу, характеристикам и способу применения.

Сравнивать их между собой не совсем правильно, а уж тем более утверждать, что один из них является самым лучшим. Поэтому давайте просто рассмотрим виды изоляционных материалов для труб.

По сфере применения:

  • для трубопроводов холодного и горячего водоснабжения, паропроводов систем центрального отопления, различных технических оборудований;
  • для канализационных систем и систем водоотвода;
  • для труб вентиляционных систем и морозильного оборудования.

По внешнему виду, который, в принципе, сразу же объясняет и технологию применения утеплителей:

  • рулонные;
  • листовые;
  • кожуховые;
  • заливочные;
  • комбинированные (это скорее уже относится к способу изоляции трубопровода).

Основные требования к материалам, из которых изготавливаются утеплители для труб – это низкая теплопроводность и хорошая устойчивость к огню.

Под эти важные критерии подходят следующие материалы:

  • Минеральная вата. Чаще всего продается в виде рулонов. Подходит для утепления трубопроводов с теплоносителем высокой температуры.
    Однако если использовать минвату для изоляции труб в больших объемах, то такой вариант окажется не очень-то выгодным с точки зрения экономии.
    Тепловая изоляция с помощью минваты производится методом намотки, с последующим ее закреплением синтетической бечевкой или нержавеющей проволокой.

На фото трубопровод, утепленный минватой

Обратите внимание!
Данный вид утеплителя дополнительно необходимо покрывать слоем гидроизолирующего материала.

  • Пенополистирол. В народе его прозвали «скорлупой». Такой утеплитель удачно сочетает в себе качество, все необходимые свойства и удобство при монтаже.
    Пожаростойкость, низкая теплопроводность и низкое влагопоглощение делают пенополистирол незаменимым материалом для изоляции труб водоснабжения и отопления.
Читайте также:
Примыкание кровли к вентиляционной шахте: варианты исполнения узла прохода вентиляции через кровлю

Использовать его можно как при низких, так и при высоких температурах. Подходит для стальных, металлопластиковых и других полимерных труб.
Еще одна положительная особенность – пенополистирол имеет цилиндрическую форму, причем его внутренний диаметр можно подобрать под размер любой трубы.

  • Пеноизол. По своим характеристикам находится в близком родстве с предыдущим материалом. Однако способ монтажа пеноизола совсем иной – для его нанесения требуется специальная распыляющая установка, так как он представляет собой компонентную жидкую смесь.
    После застывания пеноизола вокруг трубы образуется герметичная оболочка, почти не пропускающая тепло. К плюсам здесь также можно отнести отсутствие дополнительного крепления.
  • Пеноизол в деле

    Внимание!
    Стоит заметить, что пеноизол – далеко не дешевый материал для утепления трубопроводов.

    • Вспененный полиэтилен. Довольно-таки распространенный утеплитель, который чаще всего можно встретить на водопроводных линиях. Примечателен он легкостью монтажа: отрезали полосу необходимой длины, обмотали трубу, закрепили скотчем.
      Более того, сегодня вспененный полиэтилен производят в виде разрезанных по одной стороне труб – нужно будет лишь надеть его и все.

    • Фольгированный пенофол. Самая последняя разработка в сфере утеплительных материалов, но уже завоевавшая своих поклонников среди российских граждан. Пенофол состоит из полированной алюминиевой фольги и слоя вспененного полиэтилена.

    Такая двухслойная конструкция не просто сохраняет тепло, а даже является неким обогревателем! Как известно, фольга обладает теплоотражающими свойствами, что позволяет накапливать и отражать тепло к изолируемой поверхности (в нашем случае это трубопровод).

    Кроме того, фольгированный пенофол экологичен, слабогорюч, устойчив к температурным перепадам и повышенной влажности.

    К сведенью!
    Если у вас в планах провести теплоизоляцию трубопровода, то знайте – для всех видов утеплителей (кроме пеноизола) вам потребуется всего лишь гидроизолирующий слой и скотч.

    Как вы сами видите, материалов предостаточно! Выбирать, чем утеплять трубы, есть из чего. Но при выборе не забывайте учитывать особенности окружающей среды, характеристики утеплителя и его простоту монтажа. Ну и не помешало бы произвести расчет теплоизоляции труб, дабы сделать все грамотно и надежно.

    Варианты изоляции трубопровода

    Напоследок рассмотрим три эффективных способа теплоизоляции трубопроводов.

    Возможно, какой-то из них вам приглянется:

    1. Утепление с применением обогревающего кабеля. Помимо традиционных методов изоляции, есть и такой альтернативный способ. Использование кабеля весьма удобно и продуктивно, если учитывать, что защищать трубопровод от замерзания нужно всего лишь полгода.
      В случае обогрева труб кабелем происходит значительная экономия сил и денежных средств, которые пришлось бы потратить на земельные работы, утеплительный материал и прочие моменты. Инструкция по эксплуатации допускает нахождение кабеля как снаружи труб, так и внутри них.

    Дополнительная теплоизоляция греющим кабелем

    1. Утепление воздухом. Ошибка современных систем теплоизоляции заключается вот в чем: зачастую не учитывается то, что промерзание грунта происходит по принципу «сверху вниз».
      Навстречу же процессу промерзания стремится поток тепла, исходящий из глубины земли. Но так как утепление производят со всех сторон трубопровода, получается, также изолирую его и от восходящего тепла.
      Поэтому рациональнее монтировать утеплитель в виде зонтика над трубами. В таком случае воздушная прослойка будет являться своеобразным теплоаккумулятором.
    2. «Труба в трубе». Здесь в трубах из полипропилена прокладываются еще одни трубы. Какие преимущества есть у этого способа? В первую очередь к плюсам относится то, что трубопровод можно будет отогреть в любом случае.
      Кроме того, возможен обогрев при помощи устройства по всасыванию теплого воздуха. А в аварийных ситуациях можно быстро протянуть аварийный шланг, тем самым предотвратив все отрицательные моменты.

    Изоляция по принципу «труба в трубе»

    Вывод

    Вот мы и обговорили все самые важные моменты касательно утепления трубопроводов. Вне зависимости от того, какой материал и способ вы выберете для этой цели – перед тем как приступать к монтажу теплоизоляции, желательно рассчитать количество необходимого утеплителя и его стоимость.

    Так в дальнейшем вы сэкономите силы и финансовые затраты. Удачи всем строителям своего теплого настоящего и будущего! В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

    Расчет толщины изоляции трубопроводов: методика

    Технологические трубопроводы предприятий и систем жизнеобеспечения населенных пунктов транспортируют различные среды с разными параметрами. Эти параметры, в частности, температура, должны сохраняться независимо от воздействия условий окружающей среды, а для этого необходима теплоизоляция. Ее толщину определяет расчет, который базируется на требованиях нормативных документов.

    Теплоизоляция трубопровода должна сохранять температуру в трубе независимо от воздействия на нее условий окружающей среды.

    Характеристики прокладки сетей и нормативной методики вычислений

    Выполнение вычислений по определению толщины теплоизоляционного слоя цилиндрических поверхностей — процесс достаточно трудоемкий и сложный. Если вы не готовы доверить его специалистам, следует запастись вниманием и терпением для получения верного результата. Самый распространенный способ расчета теплоизоляции труб — это вычисление по нормируемым показателям тепловых потерь. Дело в том, что СНиПом установлены величины потерь тепла трубопроводами разных диаметров и при различных способах их прокладки:

    Читайте также:
    Нужно ли после антисептика покрывать лаком профилированный сруб

    Схема утепления трубы.

    • открытым способом на улице;
    • открыто в помещении или тоннеле;
    • бесканальным способом;
    • в непроходных каналах.

    Суть расчета заключается в подборе теплоизоляционного материала и его толщины таким образом, чтобы величина тепловых потерь не превышала значений, прописанных в СНиПе. Методика вычислений также регламентируется нормативными документами, а именно — соответствующим Сводом Правил. Последний предлагает несколько более упрощенную методику, нежели большинство существующих технических справочников. Упрощения заключены в таких моментах:

    1. Потери теплоты при нагреве стенок трубы транспортируемой в ней средой ничтожно малы по сравнению с потерями, которые теряются в слое наружного утеплителя. По этой причине их допускается не учитывать.
    2. Подавляющее большинство всех технологических и сетевых трубопроводов изготовлено из стали, ее сопротивление теплопередаче чрезвычайно низкое. В особенности если сравнивать с тем же показателем утеплителя. Поэтому сопротивление теплопередаче металлической стенки трубы рекомендуется во внимание не принимать.

    Вернуться к оглавлению

    Методика просчета однослойной теплоизоляционной конструкции

    Основная формула расчета тепловой изоляции трубопроводов показывает зависимость между величиной потока тепла от действующей трубы, покрытой слоем утеплителя, и его толщиной. Формула применяется в том случае, если диаметр трубы меньше чем 2 м:

    Формула расчета теплоизоляции труб.

    ln B = 2πλ [K(tт — tо) / qL — Rн]

    • λ — коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м ⁰C);
    • K — безразмерный коэффициент дополнительных потерь теплоты через крепежные элементы или опоры, некоторые значения K можно взять из Таблицы 1;
    • tт — температура в градусах транспортируемой среды или теплоносителя;
    • tо — температура наружного воздуха, ⁰C;
    • qL — величина теплового потока, Вт/м2;
    • Rн — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности изоляции, (м2 ⁰C) /Вт.
    Условия прокладки трубы Значение коэффициента К
    Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на скользящих опорах при диаметре условного прохода до 150 мм. 1.2
    Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на скользящих опорах при диаметре условного прохода 150 мм и более. 1.15
    Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на подвесных опорах. 1.05
    Неметаллические трубопроводы, проложенные на подвесных или скользящих опорах. 1.7
    Бесканальный способ прокладки. 1.15

    Значение теплопроводности утеплителя λ является справочным, в зависимости от выбранного теплоизоляционного материала. Температуру транспортируемой среды tт рекомендуется принимать как среднюю в течение года, а наружного воздуха tо как среднегодовую. Если изолируемый трубопровод проходит в помещении, то температура внешней среды задается техническим заданием на проектирование, а при его отсутствии принимается равной +20°С. Показатель сопротивления теплообмену на поверхности теплоизоляционной конструкции Rн для условий прокладки по улице можно брать из Таблицы 2.

    Rн,(м2 ⁰C) /Вт 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

    Примечание: величину Rн при промежуточных значениях температуры теплоносителя вычисляют методом интерполяции. Если же показатель температуры ниже 100 ⁰C, величину Rн принимают как для 100 ⁰C.

    Показатель В следует рассчитывать отдельно:

    Таблица тепловых потерь при разной толщине труби и теплоизоляции.

    B = (dиз + 2δ) / dтр, здесь:

    • dиз — наружный диаметр теплоизоляционной конструкции, м;
    • dтр — наружный диаметр защищаемой трубы, м;
    • δ — толщина теплоизоляционной конструкции, м.

    Вычисление толщины изоляции трубопроводов начинают с определения показателя ln B, подставив в формулу значения наружных диаметров трубы и теплоизоляционной конструкции, а также толщины слоя, после чего по таблице натуральных логарифмов находят параметр ln B. Его подставляют в основную формулу вместе с показателем нормируемого теплового потока qL и производят расчет. То есть толщина теплоизоляции трубопровода должна быть такой, чтобы правая и левая часть уравнения стали тождественны. Это значение толщины и следует принимать для дальнейшей разработки.

    Рассмотренный метод вычислений относился к трубопроводам, диаметр которых менее 2 м. Для труб большего диаметра расчет изоляции несколько проще и производится как для плоской поверхности и по другой формуле:

    δ = [K(tт — tо) / qF — Rн]

    • δ — толщина теплоизоляционной конструкции, м;
    • qF — величина нормируемого теплового потока, Вт/м2;
    • остальные параметры — как в расчетной формуле для цилиндрической поверхности.

    Вернуться к оглавлению

    Методика просчета многослойной теплоизоляционной конструкции

    Таблица изоляции медных и стальных труб.

    Некоторые перемещаемые среды имеют достаточно высокую температуру, которая передается наружной поверхности металлической трубы практически неизменной. При выборе материала для тепловой изоляции такого объекта сталкиваются с такой проблемой: не каждый материал способен выдержать высокую температуру, например, 500-600⁰C. Изделия, способные контактировать с такой горячей поверхностью, в свою очередь, не обладают достаточно высокими теплоизоляционными свойствами, и толщина конструкции получится неприемлемо большой. Решение — применить два слоя из различных материалов, каждый из которых выполняет свою функцию: первый слой ограждает горячую поверхность от второго, а тот защищает трубопровод от воздействия низкой температуры наружного воздуха. Главное условие такой термической защиты состоит в том, чтобы температура на границе слоев t1,2 была приемлемой для материала наружного изоляционного покрытия.

    Читайте также:
    Откатные ворота с калиткой: преимущества и недостатки

    Для расчета толщины изоляции первого слоя используется формула, уже приводимая выше:

    δ = [K(tт — tо) / qF — Rн]

    Второй слой рассчитывают по этой же формуле, подставляя вместо значения температуры поверхности трубопровода tт температуру на границе двух теплоизоляционных слоев t1,2. Для вычисления толщины первого слоя утеплителя цилиндрических поверхностей труб диаметром менее 2 м применяется формула такого же вида, как и для однослойной конструкции:

    ln B1 = 2πλ [K(tт — t1,2) / qL — Rн]

    Подставив вместо температуры окружающей среды величину нагрева границы двух слоев t1,2 и нормируемое значение плотности потока тепла qL, находят величину ln B1. После определения числового значения параметра B1 через таблицу натуральных логарифмов рассчитывают толщину утеплителя первого слоя по формуле:

    Данные для расчета теплоизоляции.

    δ1 = dиз1 (B1 — 1) / 2

    Расчет толщины второго слоя выполняют с помощью того же уравнения, только теперь температура границы двух слоев t1,2 выступает вместо температуры теплоносителя tт:

    ln B2 = 2πλ [K(t1,2 — t0) / qL — Rн]

    Вычисления делаются аналогичным образом, и толщина второго теплоизоляционного слоя считается по той же формуле:

    δ2 = dиз2 (B2 — 1) / 2

    Такие непростые расчеты вести вручную очень затруднительно, при этом теряется много времени, ведь на протяжении всей трассы трубопровода его диаметры могут меняться несколько раз. Поэтому, чтобы сэкономить трудозатраты и время на вычисление толщины изоляции технологических и сетевых трубопроводов, рекомендуется пользоваться персональным компьютером и специализированным программным обеспечением. Если же таковое отсутствует, алгоритм расчета можно внести в программу Microsoft Exel, при этом быстро и успешно получать результаты.

    Вернуться к оглавлению

    Метод определения по заданной величине снижения температуры теплоносителя

    Материалы для теплоизоляции труб по СНиП.

    Задача такого рода часто ставится в том случае, если до конечного пункта назначения транспортируемая среда должна дойти по трубопроводам с определенной температурой. Поэтому определение толщины изоляции требуется произвести на заданную величину снижения температуры. Например, из пункта А теплоноситель выходит по трубе с температурой 150⁰C, а в пункт Б он должен быть доставлен с температурой не менее 100⁰C, перепад не должен превысить 50⁰C. Для такого расчета в формулы вводится длина l трубопровода в метрах.

    Вначале следует найти полное сопротивление теплопередаче Rп всей теплоизоляции объекта. Параметр высчитывается двумя разными способами в зависимости от соблюдения следующего условия:

    Если значение (tт.нач — tо) / (tт.кон — tо) больше или равно числу 2, то величину Rп рассчитывают по формуле:

    Rп = 3.6Kl / GC ln [(tт.нач — tо) / (tт.кон — tо)]

    В приведенных формулах:

    • K — безразмерный коэффициент дополнительных потерь теплоты через крепежные элементы или опоры (Таблица 1);
    • tт.нач — начальная температура в градусах транспортируемой среды или теплоносителя;
    • tо — температура окружающей среды, ⁰C;
    • tт.кон — конечная температура в градусах транспортируемой среды;
    • Rп — полное тепловое сопротивление изоляции, (м2 ⁰C) /Вт
    • l — протяженность трассы трубопровода, м;
    • G — расход транспортируемой среды, кг/ч;
    • С — удельная теплоемкость этой среды, кДж/(кг ⁰C).

    Теплоизоляция стальной трубы из базальтового волокна.

    В противном случае выражение (tт.нач — tо) / (tт.кон — tо) меньше числа 2, величина Rп высчитывается таким образом:

    Rп = 3.6Kl [(tт.нач — tт.кон) / 2 — tо ] : GC (tт.нач — tт.кон)

    Обозначения параметров такие же, как и в предыдущей формуле. Найденное значение термического сопротивления Rп подставляют в уравнение:

    ln B = 2πλ (Rп — Rн), где:

    • λ — коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м ⁰C);
    • Rн — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности изоляции, (м2 ⁰C) /Вт.

    После чего находят числовое значение В и делают расчет изоляции по знакомой формуле:

    В данной методике просчета изоляции трубопроводов температуру окружающей среды tо следует принимать по средней температуре самой холодной пятидневки. Параметры К и Rн — по приведенным выше таблицам 1,2. Более развернутые таблицы для этих величин имеются в нормативной документации (СНиП 41-03-2003, Свод Правил 41-103-2000).

    Вернуться к оглавлению

    Метод определения по заданной температуре поверхности утепляющего слоя

    Данное требование актуально на промышленных предприятиях, где различные трубопроводы проходят внутри помещений и цехов, в которых работают люди. В этом случае температура любой нагретой поверхности нормируется в соответствии с правилами охраны труда во избежание ожогов. Расчет толщины теплоизоляционной конструкции для труб диаметром свыше 2 м выполняется в соответствии с формулой:

    Формула определения толщины теплоизоляции.

    δ = λ (tт — tп) / ɑ (tп — t0), здесь:

    • ɑ — коэффициент теплоотдачи, принимается по справочным таблицам, Вт/(м2 ⁰C);
    • tп — нормируемая температура поверхности теплоизоляционного слоя, ⁰C;
    • остальные параметры — как в предыдущих формулах.

    Расчет толщины утеплителя цилиндрической поверхности производится с помощью уравнения:

    ln B =(dиз + 2δ) / dтр = 2πλ Rн (tт — tп) / (tп — t0)

    Обозначения всех параметров как в предыдущих формулах. По алгоритму данный просчет схож с вычислением толщины утеплителя по заданному тепловому потоку. Поэтому дальше он выполняется точно так же, конечное значение толщины теплоизоляционного слоя δ находят так:

    Читайте также:
    Пол из дсп на лагах

    Предложенная методика имеет некоторую погрешность, хотя вполне допустима для предварительного определения параметров утепляющего слоя. Более точный расчет выполняется методом последовательных приближений с помощью персонального компьютера и специализированного программного обеспечения.

    Вернуться к оглавлению

    Соответствие параметров и материала утеплителя требованиям СНиП

    Схема изоляции трубы скорлупой ППУ.

    Расчет изоляции для технологических или сетевых трубопроводов по методу нормируемой плотности теплового потока предполагает, что его значение qL известно. В таблицах и приложениях к СНиП 41-03-2003 приведены эти значения, как и величины коэффициента К дополнительных потерь. Следует правильно пользоваться этими таблицами, так как они составлены для объектов, находящихся в европейском регионе Российской Федерации. Для определения нормируемого теплового потока трубопроводов, строящихся в других регионах, его значение необходимо умножать на специально введенный для этого коэффициент. В приложении СНиП указаны величины этих коэффициентов для каждого региона с учетом способа прокладки трубопровода.

    При выборе изоляции трубопроводов различного назначения нужно обращать внимание на материал, из которого она изготовлена. Нормативная документация регламентирует применение горючих материалов разных групп горючести. Например, теплоизоляционные изделия группы горючести Г3 и Г4 не допускается применять на объектах:

    1. В наружном технологическом оборудовании, исключая те установки, которые стоят отдельно.
    2. При совместной прокладке с другими трубопроводами, которые перемещают горючие газы или жидкости.
    3. При общей прокладке в одном тоннеле или эстакаде с электрическими кабелями.
    4. Запрещено применять такие утеплители на трубопроводах внутри зданий. Исключение — здания IV степени огнестойкости.

    Прежде чем приступать к выполнению такого серьезного и непростого расчета, следует убедиться, что выбранный теплоизоляционный материал для труб соответствует всем требованиям нормативной документации применительно к данному объекту.

    В противном случае вычисления придется производить несколько раз.

    Расчет толщины изоляции трубопроводов: методика

    Технологические трубопроводы предприятий и систем жизнеобеспечения населенных пунктов транспортируют различные среды с разными параметрами. Эти параметры, в частности, температура, должны сохраняться независимо от воздействия условий окружающей среды, а для этого необходима теплоизоляция. Ее толщину определяет расчет, который базируется на требованиях нормативных документов.

    Теплоизоляция трубопровода должна сохранять температуру в трубе независимо от воздействия на нее условий окружающей среды.

    Характеристики прокладки сетей и нормативной методики вычислений

    Выполнение вычислений по определению толщины теплоизоляционного слоя цилиндрических поверхностей — процесс достаточно трудоемкий и сложный. Если вы не готовы доверить его специалистам, следует запастись вниманием и терпением для получения верного результата. Самый распространенный способ расчета теплоизоляции труб — это вычисление по нормируемым показателям тепловых потерь. Дело в том, что СНиПом установлены величины потерь тепла трубопроводами разных диаметров и при различных способах их прокладки:

    Схема утепления трубы.

    • открытым способом на улице;
    • открыто в помещении или тоннеле;
    • бесканальным способом;
    • в непроходных каналах.

    Суть расчета заключается в подборе теплоизоляционного материала и его толщины таким образом, чтобы величина тепловых потерь не превышала значений, прописанных в СНиПе. Методика вычислений также регламентируется нормативными документами, а именно — соответствующим Сводом Правил. Последний предлагает несколько более упрощенную методику, нежели большинство существующих технических справочников. Упрощения заключены в таких моментах:

    1. Потери теплоты при нагреве стенок трубы транспортируемой в ней средой ничтожно малы по сравнению с потерями, которые теряются в слое наружного утеплителя. По этой причине их допускается не учитывать.
    2. Подавляющее большинство всех технологических и сетевых трубопроводов изготовлено из стали, ее сопротивление теплопередаче чрезвычайно низкое. В особенности если сравнивать с тем же показателем утеплителя. Поэтому сопротивление теплопередаче металлической стенки трубы рекомендуется во внимание не принимать.

    Вернуться к оглавлению

    Методика просчета однослойной теплоизоляционной конструкции

    Основная формула расчета тепловой изоляции трубопроводов показывает зависимость между величиной потока тепла от действующей трубы, покрытой слоем утеплителя, и его толщиной. Формула применяется в том случае, если диаметр трубы меньше чем 2 м:

    Формула расчета теплоизоляции труб.

    ln B = 2πλ [K(tт — tо) / qL — Rн]

    • λ — коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м ⁰C);
    • K — безразмерный коэффициент дополнительных потерь теплоты через крепежные элементы или опоры, некоторые значения K можно взять из Таблицы 1;
    • tт — температура в градусах транспортируемой среды или теплоносителя;
    • tо — температура наружного воздуха, ⁰C;
    • qL — величина теплового потока, Вт/м2;
    • Rн — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности изоляции, (м2 ⁰C) /Вт.
    Условия прокладки трубы Значение коэффициента К
    Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на скользящих опорах при диаметре условного прохода до 150 мм. 1.2
    Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на скользящих опорах при диаметре условного прохода 150 мм и более. 1.15
    Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на подвесных опорах. 1.05
    Неметаллические трубопроводы, проложенные на подвесных или скользящих опорах. 1.7
    Бесканальный способ прокладки. 1.15

    Значение теплопроводности утеплителя λ является справочным, в зависимости от выбранного теплоизоляционного материала. Температуру транспортируемой среды tт рекомендуется принимать как среднюю в течение года, а наружного воздуха tо как среднегодовую. Если изолируемый трубопровод проходит в помещении, то температура внешней среды задается техническим заданием на проектирование, а при его отсутствии принимается равной +20°С. Показатель сопротивления теплообмену на поверхности теплоизоляционной конструкции Rн для условий прокладки по улице можно брать из Таблицы 2.

    Читайте также:
    Покрасить керамическую плитку на полу
    Rн,(м2 ⁰C) /Вт 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

    Примечание: величину Rн при промежуточных значениях температуры теплоносителя вычисляют методом интерполяции. Если же показатель температуры ниже 100 ⁰C, величину Rн принимают как для 100 ⁰C.

    Показатель В следует рассчитывать отдельно:

    Таблица тепловых потерь при разной толщине труби и теплоизоляции.

    B = (dиз + 2δ) / dтр, здесь:

    • dиз — наружный диаметр теплоизоляционной конструкции, м;
    • dтр — наружный диаметр защищаемой трубы, м;
    • δ — толщина теплоизоляционной конструкции, м.

    Вычисление толщины изоляции трубопроводов начинают с определения показателя ln B, подставив в формулу значения наружных диаметров трубы и теплоизоляционной конструкции, а также толщины слоя, после чего по таблице натуральных логарифмов находят параметр ln B. Его подставляют в основную формулу вместе с показателем нормируемого теплового потока qL и производят расчет. То есть толщина теплоизоляции трубопровода должна быть такой, чтобы правая и левая часть уравнения стали тождественны. Это значение толщины и следует принимать для дальнейшей разработки.

    Рассмотренный метод вычислений относился к трубопроводам, диаметр которых менее 2 м. Для труб большего диаметра расчет изоляции несколько проще и производится как для плоской поверхности и по другой формуле:

    δ = [K(tт — tо) / qF — Rн]

    • δ — толщина теплоизоляционной конструкции, м;
    • qF — величина нормируемого теплового потока, Вт/м2;
    • остальные параметры — как в расчетной формуле для цилиндрической поверхности.

    Вернуться к оглавлению

    Методика просчета многослойной теплоизоляционной конструкции

    Таблица изоляции медных и стальных труб.

    Некоторые перемещаемые среды имеют достаточно высокую температуру, которая передается наружной поверхности металлической трубы практически неизменной. При выборе материала для тепловой изоляции такого объекта сталкиваются с такой проблемой: не каждый материал способен выдержать высокую температуру, например, 500-600⁰C. Изделия, способные контактировать с такой горячей поверхностью, в свою очередь, не обладают достаточно высокими теплоизоляционными свойствами, и толщина конструкции получится неприемлемо большой. Решение — применить два слоя из различных материалов, каждый из которых выполняет свою функцию: первый слой ограждает горячую поверхность от второго, а тот защищает трубопровод от воздействия низкой температуры наружного воздуха. Главное условие такой термической защиты состоит в том, чтобы температура на границе слоев t1,2 была приемлемой для материала наружного изоляционного покрытия.

    Для расчета толщины изоляции первого слоя используется формула, уже приводимая выше:

    δ = [K(tт — tо) / qF — Rн]

    Второй слой рассчитывают по этой же формуле, подставляя вместо значения температуры поверхности трубопровода tт температуру на границе двух теплоизоляционных слоев t1,2. Для вычисления толщины первого слоя утеплителя цилиндрических поверхностей труб диаметром менее 2 м применяется формула такого же вида, как и для однослойной конструкции:

    ln B1 = 2πλ [K(tт — t1,2) / qL — Rн]

    Подставив вместо температуры окружающей среды величину нагрева границы двух слоев t1,2 и нормируемое значение плотности потока тепла qL, находят величину ln B1. После определения числового значения параметра B1 через таблицу натуральных логарифмов рассчитывают толщину утеплителя первого слоя по формуле:

    Данные для расчета теплоизоляции.

    δ1 = dиз1 (B1 — 1) / 2

    Расчет толщины второго слоя выполняют с помощью того же уравнения, только теперь температура границы двух слоев t1,2 выступает вместо температуры теплоносителя tт:

    ln B2 = 2πλ [K(t1,2 — t0) / qL — Rн]

    Вычисления делаются аналогичным образом, и толщина второго теплоизоляционного слоя считается по той же формуле:

    δ2 = dиз2 (B2 — 1) / 2

    Такие непростые расчеты вести вручную очень затруднительно, при этом теряется много времени, ведь на протяжении всей трассы трубопровода его диаметры могут меняться несколько раз. Поэтому, чтобы сэкономить трудозатраты и время на вычисление толщины изоляции технологических и сетевых трубопроводов, рекомендуется пользоваться персональным компьютером и специализированным программным обеспечением. Если же таковое отсутствует, алгоритм расчета можно внести в программу Microsoft Exel, при этом быстро и успешно получать результаты.

    Вернуться к оглавлению

    Метод определения по заданной величине снижения температуры теплоносителя

    Материалы для теплоизоляции труб по СНиП.

    Задача такого рода часто ставится в том случае, если до конечного пункта назначения транспортируемая среда должна дойти по трубопроводам с определенной температурой. Поэтому определение толщины изоляции требуется произвести на заданную величину снижения температуры. Например, из пункта А теплоноситель выходит по трубе с температурой 150⁰C, а в пункт Б он должен быть доставлен с температурой не менее 100⁰C, перепад не должен превысить 50⁰C. Для такого расчета в формулы вводится длина l трубопровода в метрах.

    Читайте также:
    Мощный блендер: описание с фото, отзывы, плюсы и минусы

    Вначале следует найти полное сопротивление теплопередаче Rп всей теплоизоляции объекта. Параметр высчитывается двумя разными способами в зависимости от соблюдения следующего условия:

    Если значение (tт.нач — tо) / (tт.кон — tо) больше или равно числу 2, то величину Rп рассчитывают по формуле:

    Rп = 3.6Kl / GC ln [(tт.нач — tо) / (tт.кон — tо)]

    В приведенных формулах:

    • K — безразмерный коэффициент дополнительных потерь теплоты через крепежные элементы или опоры (Таблица 1);
    • tт.нач — начальная температура в градусах транспортируемой среды или теплоносителя;
    • tо — температура окружающей среды, ⁰C;
    • tт.кон — конечная температура в градусах транспортируемой среды;
    • Rп — полное тепловое сопротивление изоляции, (м2 ⁰C) /Вт
    • l — протяженность трассы трубопровода, м;
    • G — расход транспортируемой среды, кг/ч;
    • С — удельная теплоемкость этой среды, кДж/(кг ⁰C).

    Теплоизоляция стальной трубы из базальтового волокна.

    В противном случае выражение (tт.нач — tо) / (tт.кон — tо) меньше числа 2, величина Rп высчитывается таким образом:

    Rп = 3.6Kl [(tт.нач — tт.кон) / 2 — tо ] : GC (tт.нач — tт.кон)

    Обозначения параметров такие же, как и в предыдущей формуле. Найденное значение термического сопротивления Rп подставляют в уравнение:

    ln B = 2πλ (Rп — Rн), где:

    • λ — коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м ⁰C);
    • Rн — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности изоляции, (м2 ⁰C) /Вт.

    После чего находят числовое значение В и делают расчет изоляции по знакомой формуле:

    В данной методике просчета изоляции трубопроводов температуру окружающей среды tо следует принимать по средней температуре самой холодной пятидневки. Параметры К и Rн — по приведенным выше таблицам 1,2. Более развернутые таблицы для этих величин имеются в нормативной документации (СНиП 41-03-2003, Свод Правил 41-103-2000).

    Вернуться к оглавлению

    Метод определения по заданной температуре поверхности утепляющего слоя

    Данное требование актуально на промышленных предприятиях, где различные трубопроводы проходят внутри помещений и цехов, в которых работают люди. В этом случае температура любой нагретой поверхности нормируется в соответствии с правилами охраны труда во избежание ожогов. Расчет толщины теплоизоляционной конструкции для труб диаметром свыше 2 м выполняется в соответствии с формулой:

    Формула определения толщины теплоизоляции.

    δ = λ (tт — tп) / ɑ (tп — t0), здесь:

    • ɑ — коэффициент теплоотдачи, принимается по справочным таблицам, Вт/(м2 ⁰C);
    • tп — нормируемая температура поверхности теплоизоляционного слоя, ⁰C;
    • остальные параметры — как в предыдущих формулах.

    Расчет толщины утеплителя цилиндрической поверхности производится с помощью уравнения:

    ln B =(dиз + 2δ) / dтр = 2πλ Rн (tт — tп) / (tп — t0)

    Обозначения всех параметров как в предыдущих формулах. По алгоритму данный просчет схож с вычислением толщины утеплителя по заданному тепловому потоку. Поэтому дальше он выполняется точно так же, конечное значение толщины теплоизоляционного слоя δ находят так:

    Предложенная методика имеет некоторую погрешность, хотя вполне допустима для предварительного определения параметров утепляющего слоя. Более точный расчет выполняется методом последовательных приближений с помощью персонального компьютера и специализированного программного обеспечения.

    Вернуться к оглавлению

    Соответствие параметров и материала утеплителя требованиям СНиП

    Схема изоляции трубы скорлупой ППУ.

    Расчет изоляции для технологических или сетевых трубопроводов по методу нормируемой плотности теплового потока предполагает, что его значение qL известно. В таблицах и приложениях к СНиП 41-03-2003 приведены эти значения, как и величины коэффициента К дополнительных потерь. Следует правильно пользоваться этими таблицами, так как они составлены для объектов, находящихся в европейском регионе Российской Федерации. Для определения нормируемого теплового потока трубопроводов, строящихся в других регионах, его значение необходимо умножать на специально введенный для этого коэффициент. В приложении СНиП указаны величины этих коэффициентов для каждого региона с учетом способа прокладки трубопровода.

    При выборе изоляции трубопроводов различного назначения нужно обращать внимание на материал, из которого она изготовлена. Нормативная документация регламентирует применение горючих материалов разных групп горючести. Например, теплоизоляционные изделия группы горючести Г3 и Г4 не допускается применять на объектах:

    1. В наружном технологическом оборудовании, исключая те установки, которые стоят отдельно.
    2. При совместной прокладке с другими трубопроводами, которые перемещают горючие газы или жидкости.
    3. При общей прокладке в одном тоннеле или эстакаде с электрическими кабелями.
    4. Запрещено применять такие утеплители на трубопроводах внутри зданий. Исключение — здания IV степени огнестойкости.

    Прежде чем приступать к выполнению такого серьезного и непростого расчета, следует убедиться, что выбранный теплоизоляционный материал для труб соответствует всем требованиям нормативной документации применительно к данному объекту.

    В противном случае вычисления придется производить несколько раз.

    Как правильно рассчитать, сколько нужно ткани на шторы

    Красиво оформленное окно – важная деталь в дизайне интерьера. Декор окон текстилем придает помещению уют и сохраняет уходящее через оконные проемы тепло. Пошив штор в специализированном салоне обычно обходится втридорога. При желании их можно изготовить своими руками. При этом перед покупкой ткани важно сделать правильные замеры и не ошибиться в расчетах.

    Читайте также:
    Опалубка для монолитного строительства: виды и размеры

    Рассчитываем грамотно

    Как рассчитать ткань на шторы – такая задача кажется трудновыполнимой, но это только на первый взгляд. Нужно просто знать, что необходимый метраж определяется суммой нескольких слагаемых:

    • длина шторы,
    • ширина, умноженная на коэффициент сборки,
    • припуски для обработки краев,
    • припуск на возможную усадку полотна,
    • запас для симметричности узора, если гардины с крупным повторяющимся рисунком.

    Замеры получаются более точными при использовании длинной металлической рулетки, а не гибкой сантиметровой ленты.

    Внимание! Рассчитать ткань на шторы правильно возможно только после установки карниза и измерения его длины и интервала от него до пола (или подоконника).

    Расчет ткани по длине

    Сначала находят расстояние от карниза до нужной конечной точки – пола или подоконника. Это и будет длина изделия в готовом виде. По желанию и задумке хозяев дома шторы могут:

    • доходить до пола, на 1-2 см не касаясь его во избежание изнашивания,
    • доставать до пола и лежать на нем со «шлейфом» от 5 до 10 см,
    • быть длиной до подоконника, не дотягиваясь нижним краем занавески до его поверхности на 1 см,
    • опускаться ниже подоконника на 10-15 см.

    Затем для более точного расчета ткани необходимо знать способ, которым будет навешиваться штора на карниз. Таких типов крепления несколько:

    1. Специальная шторная тесьма, петли которой будут цеплять крючки карниза. Вдоль ленты протянуты две прочные нити для аккуратной и красивой сборки ткани. Если, например, тесьмы 7 см, потребуется 14 см ткани на двойной подгиб. Плюс 2-3 см на бортик сверху.
    2. Петли или завязки, пришитые к верхнему обработанному краю занавески.
    3. Прищепки, зажимы, крючки. В этом и предыдущем случаях дают технологический припуск 2-3 см, чтобы подшить верх полотна.
    4. Кулиска – своеобразный тоннель по верху изделия, через который проходит штанга круглого карниза или леска струнного. К общему метражу нужно будет прибавить двойную ширину кулиски (она бывает от 3 до 20 см).
    5. Люверсы – пластмассовые, деревянные или металлические кольца, вбитые в отверстия по верху гардин. Тогда к общему количеству метров плюсуют ширину подкладочной ленты (от 10 до 20 см), которую приклеивают с изнанки для уплотнения ткани и возможности движения люверсов по штанге.

    Расчет материала по ширине

    Расход ткани на шторы по ширине вычисляется с учетом трех параметров:

    • длина карниза;
    • коэффициент сборки ткани;
    • припуски на обработку боковых швов.

    Сначала измеряется рабочая длина несущей штанги карниза. По правилам карниз должен на 20-25 см выступать от окна с обеих сторон, чтобы можно было свободно раздвигать занавески для достаточного освещения комнаты. Полученная величина умножается на коэффициент сборки (складок). Его иногда называют коэффициентом пышности. Равномерная красивая драпировка связана с плотностью и фактурой ткани. Чем тоньше и воздушнее материя, тем большее количество будет допустимо. Так, для тюля и органзы коэффициент сборки будет от 2 до 4, для тяжелых – 1,5-2.

    Например, при длине карниза 3 м вычисление ширины одной гардины выглядит так:

    3 м : 2(количество полотен) х 2(коэффициент сборок) = 3 м(ширина одного полотнища).

    К полученной цифре не забывают прибавить на обработку боковых краев по 2 см с каждой стороны. Учесть нужно и небольшой припуск 5-7 см на перехлест в месте «встречи» задернутых занавесок.

    Количество складок зависит еще и от наличия рисунка: чем он крупнее, тем меньше штора нуждается в складках, так как они будут только мешать воспринимать фактуру материи.

    Припуск на усадку

    Запас на шторы с крупным принтом

    Крупный (растительный или геометрический – всё равно) рисунок на обеих шторах для эстетичного вида должен быть расположен симметрично.

    Сначала раскраивают одно полотно. Затем оставшуюся ткань прикладывают рядом, совмещают рисунок на обеих половинах, только потом раскраивают второй занавес. Метраж ткани на портьеры с большими узорами всегда увеличивается на длину повторяющегося мотива – так называемого раппорта, причем на каждое полотнище. Величина раппорта определяется границами, за которыми рисунок повторяется.

    Например, если две шторы имеют длину 5, а длина раппорта 40 см, то придется купить 5 м 80 см (5 м + 40 см + 40 см). Чем крупнее рисунок, те больше финансовых затрат на дополнительные сантиметры.

    Некоторые нюансы при определении метража

    Рисунок на тканях чаще всего идет кромки к кромке, но бывает и направление вдоль нее.

    Важно! При покупке ткани для штор следует учесть ширину рулона и направление узора.

    Портьерная ткань выпускается рулонами следующей ширины: 1,4 м; 2,8 м; 3 м.

    При поперечном относительно рулона расположении рисунка ширину ткани в свертке можно сделать высотой готовой шторы. При другом раскладе число покупаемых метров удваивается, да еще прибавляется процент на совмещение рисунка.

    Знание принципов швейного ремесла и некоторых нюансов технологии позволит даже начинающей портнихе грамотно метров материи и красивые шторы несложного фасона.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: