Menu

Obliczanie strat ciepła w przewodach (dobór izolacji)

Obliczanie strat ciepła rurociągów cieplnych sprowadza się do wykonania następujących obliczeń:

- obliczenie lub ustalenie temperatur nośnika ciepła, temperatury w pomieszczeniu, temperatury zewnętrznej powierzchni przewodu, gruncie otaczającym (przy przewodach poprowadzonych w ziemi
- obliczenie strat ciepła w przewodzie w warunkach roboczych
- określenie temperatury na końcu przewodu (określenie spadku temperatury)
- dobór grubości i rodzaju izolacji
5.1 Strata ciepła do otoczenia z przewodu prowadzącego czynnik grzejny może być obliczona ze wzoru
 
gdzie:
l- długość odcinka w [mm]
tśr - średnia temperatura czynnika grzejnego w rozpatrywanym odcinku [K]
te - średnia temperatura otoczenia [K]
R - suma oporów przepływu ciepła pomiędzy otoczeniem a czynnikiem grzejnym [mK/W]
Całkowity opór ciepła można obliczyć z zależności:
gdzie:
R- opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej przewodu
Rs - opór przewodzenia w ściance przewodu
Rλ - opór przewodzenia izolacji
Re - opór przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej przewodu do otaczającego powietrza
5.1 Obliczanie oporu przejmowania ciepła po stronie nośnika ciepła
gdzie:
dw - średnica wewnętrzna przewodu [m]
ha - współczynnik przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej przewodu [W/m2K]
Opór przejmowania ciepła po stronie nośnika zależy  w dużej mierze od prędkości przepływu wody. Im większa - tym większy ha, a tym samym mniejsza wartość oporu. Współczynnik przejmowania ciepła [ha] waha sie od 250 dla przepływu laminarnego do nawet 10000 dla przepływu burzliwego. W warunkach instalacji, przy prędkościach przepływu rzędu 1m/s panują warunki burzliwe, tym samym wartość Ra jest pomijalnie mała.
5.2 Opór przewodzenia ciepła dla przewodu jednowarstwowego (rury lub izolacji)
gdzie:
λ - współczynnik przewodzenia ciepła materiału
dz - średnica zewnętrza przewodu [m]
dw - średnica wewnętrzna materiału [m]
5.3 Opór przejmowania ciepła ze zewnętrznej powierzchni materiału
gdzie:
he - współczynnik przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej przewodu
d- średnica zewnętrzna przewodu
Przekazywanie ciepła od przewodu do otoczenia odbywa sie na drodze promieniowania i konwekcji, dlatego wartość he można obliczyć ze wzoru:
gdzie:
hf - współczynnik przejmowania ciepła na drodze radiacji
hk - współczynnik przejmowania ciepła  na drodze konwekcji
 Współczynnik przejmowania ciepła na drodze radiacji opisuje równanie:
gdzie:
ε - emisyjność powierzchni zewnętrznej przewodu (przyjmuje wartości od 0-1, dla stali =0,77)
σ - 5,67x10-8W/m2K4
τe - temperatura powierzchni przewodu
te - temperatura otoczenia
Współczynnik przejmowania ciepła na drodze konwekcji opisuje równanie
gdzie:
ti- temperatura otoczenia [K]
τe - temperatura powierzchni przewodu [K]
  średnica zewnętrzna izolacji [m]
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});