Методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода

Ниже представлена краткая методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода (трубы). Оптимальную толщину теплоизоляционного слоя находят путём технико-экономического расчёта. Практически толщину слоя изоляции определяют исходя из его термического спротивления (не менее 0,86 [^oС • м²/Вт] для труб с Dу <= 25 мм, и 1,22 [^oС м²/Вт] для труб с Dу > 25 мм).

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

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

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

где

d_из - искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.

d_н - наружный диаметр трубопровода.

λ_из - коэффициент теплопроводности изоляционного материала.

α_в - коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

Линейная плотность теплового потока

где

t_н - температура наружной стенки трубопровода.

t_из - температура поверхности изоляции.

Температура внутренней стенки изоляции трубопровода

где

d_в - внутренний диаметр трубопровода.

α_г - коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.

λ_т - коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

Уравнение теплового баланса

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