Определение толщины тепловой изоляции

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт ЭНИН

Направление Атомные электрические станции и установки

Кафедра АТЭС

Расчет характеристик эффективной 2-х слойной теплоизоляционной конструкции

Отчет по лабораторной работе № 3

по курсу «Топливо и материалы ЯТ»

Выполнил студент гр. 5012 _______ А.В. Лежнин

^{Подпись Дата И.О.Фамилия}

Проверил доцент ______ ______ В.Е. Губин

^{должность Подпись Дата И.О.Фамилия}

Томск – 2014

Цель:Расчетным путем определить характеристики эффективной 2-х слойной теплоизоляционной конструкции.

Условие задачи

Расчетным путем (3 варианта) установить влияние вида изоляционного материала на характеристики 2-х слойной теплоизоляции паропровода диаметром 600 мм, идущего к турбине мощностью 1000 МВт энергоблока ВВЭР-1000.

Примечание:

Для поверхностей с температурой выше 250°С и ниже минус 60°С не допускается применение однослойных конструкций [1].

Для изолируемых поверхностей, расположенных в закрытых помещениях, температура на поверхности изоляции t_из= 45 ⁰C [2].

Приведем 3 вида 2-х слойной теплоизоляции с максимальной рабочей температурой и теплопроводностью в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики материала теплоизоляции

Определение толщины тепловой изоляции

Подробный расчет приведем для первой теплоизоляционной конструкции. Результаты всех расчетов представим в таблице 2.

Первый слой – шнур минераловатный марки 250 (в метал. оплетке), второй слой – асбопухшнур (ШАП). Допустимая температура применения и плотность первого и второго слоя соответственно равны 600 ⁰С, 220 ⁰С и 250 кг/м³, 160 кг/м³.

Расчет многослойной изоляции ведется последовательно от внутренних слоев к наружным. Расчетные формулы для многослойных цилиндрических объектов [2]:

; ;

.

Рис. 1. Пример конструкции тепловой изоляции для оборудования ТЭС и АЭС

В нашем случае покровный слой будет из алюминиевых листов.

Из этих формул выразим диаметр трубопровода с первым слоем изоляции и диаметр трубопровода со вторым слоем изоляции. Температура по условия применения второго слоя изоляции не должна превышать 220 ⁰С, поэтому мы принимаем .

Расчет толщины теплоизоляционного слоя итерационный, т.е. сначала задаемся значением толщины и проводим расчет, затем полученное значение сравниваем с заданным и в случае большого отличия полученное значение подставляем в формулу и повторяем расчет (так до тех пор, пока не получим равенства между принятым и расчетным значением толщины).

Мы приведем только конечный расчет. Коэффициенты теплопроводности в этих формулах рассчитаем по известным для каждого теплоизоляционного материала зависимостям:

,

где средняя температура соответствующего теплоизоляционного слоя, находится как среднее арифметическое.

Задаемся значением 1,243 м, рассчитываем тепловой поток и считаем толщины теплоизоляционных слоев:

Тепловые потери двухслойным теплоизолированным объектом будем считать на 1 метр длины трубопровода:

Стоимость за 1 метр можем рассчитать по формуле:

,

где объем изоляционного материала, м³;

Ц – цена изоляционного материала, руб/м³.

Таблица 2 - Расчетные данные о теплоизоляционных конструкциях

Состав теплоизоляционной конструкции	Q, Вт	К, руб.	, м	, Вт/м*К
	Шнур минераловатный марки 250 (в метал. оплетке) + Асбопухшнур (ШАП)				0,148/0,119
	Диатомовые изделия марки 500 + Маты и плиты из минеральной ваты марки 75 (на синтет. связке)				0,165/0,064
	Совелитовые изделия марки 350 + Перлитоцементные изделия марки 300				0,116/0,094

Вывод:В ходе лабораторной работы расчетным путем были определены характеристики эффективной 2-х слойной теплоизоляционной конструкции при 3 различных составах. Из таблицы 2 видно, что по экономическим соображениям целесообразно использовать первый вариант с ценой 62 тыс. рублей за метр.

Список используемой литературы

1. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов/Госстрой России.— М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998. - 28 с.

2. Моделирование тепловой изоляции. Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплинам «Общая энергетика», «Вспомогательное оборудование», «ТЭС и АЭС» для студентов ТЭФ и ЭЛТИ. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2003. – 11 с.

Поиск по сайту: