Теоретические сведения для расчета. Каждый из рассмотренных теплопроводов характеризуется наружным диаметром каналов Дн, толщиной стенки трубы δ

 

Каждый из рассмотренных теплопроводов характеризуется наружным диаметром каналов Д_н, толщиной стенки трубы δ, изоляции δ _и и защитного кожуха δ _к, расстоянием между трубами S и глубиной прокладки h (рис. 1.4а). Теплопроводы в каналах дополнительно включают размеры канала: ширину а и высоту b.

Величина теплопотерь при транспортировке зависит как от температур теплоносителя и окружающей среды, так и от качества тепловой изоляции теплопроводов. Основной характеристикой теплоизоляционных материалов является коэффициент теплопроводности — λ _и. Его величина зависит от вида и влажности применяемого материала. С ростом влажности материала значение коэффициента теплопроводности увеличивается.

Интегральной индивидуальной характеристикой теплопроводов является коэффициент тепловых потерь К, который показывает, какой тепловой поток теряется теплопроводом длиной 1 м при разности температур между теплоносителем и окружающей средой в 1 °С. В качестве окружающей среды для надземного теплопровода выступает атмосферный воздух, а для подземного — грунт.

Кроме того, в настоящее время в Беларуси распространены теплопроводы с прокладкой в каналах (рис. 1.4б) или с надземной прокладкой (рис. 1.4в).

Различают два типа коэффициентов тепловых потерь: К ₁, непосредственно связанный с количеством теряемого в окружающую среду тепла, и К _о, учитывающий полезную теплоту, которая передается от более нагретого подающего теплопровода к менее. Общий коэффициент тепловых потерь К определяется по формуле

К = К ₁ – К _о. (1.1)

Если подающие и обратные надземные теплопроводы являются независимыми, то для них К _о = 0.

Коэффициент тепловых потерь К ₁ надземного теплопровода — величина, обратная термическому сопротивлению R:

К ₁ = , (1.2)

где λ _тр, λ _и, λ _к — коэффициенты теплопроводности трубы, изоляции и защитного кожуха соответственно, Вт/(м·°С); Д_в, Д_н, Д_и, Д_к — внутренний и наружный диаметры трубы, наружные диаметры изоляции и защитного кожуха соответственно, мм.

Рис. 1.4. Схема конструкций теплопроводов:

а — подземный теплопровод с заводской изоляцией; б — подземный

теплопровод в канале; в — надземный теплопровод

Коэффициенты тепловых потерь К ₁и К_о подземных теплопроводов определяются на основе синтеза экспериментальных и расчетных данных с учетом решения уравнения теплопроводности.