Jak určit tloušťku izolace potrubí?

Aby byla zajištěna optimální přeprava různých médií potrubím, jsou válcové konstrukce obvykle izolovány. Regulační dokumenty stanoví určité požadavky na tloušťku tepelné izolace.

Proces výpočtu tloušťky tepelně izolační vrstvy potrubí je složitý a časově náročný. Nejběžnější metodou je stanovení tohoto parametru pomocí standardizovaných indikátorů tepelných ztrát. Hodnoty ztrát jsou stanoveny SNiP a závisí na metodách pokládky potrubí různých průměrů:

otevřeno na ulici;
otevřené uvnitř;
bezkanálový;
v neprůchodných kanálech.

Podstata výpočtu spočívá ve výběru takové tloušťky tepelně izolačního materiálu, aby skutečná tepelná ztráta nepřekročila hodnoty stanovené v SNiP.

Obsah

Výpočet tloušťky jednovrstvé izolace konstrukce
Výpočet tloušťky vícevrstvé tepelné izolace
Výpočet izolace potrubí na základě dané hodnoty snížení teploty chladicí kapaliny
Výpočet izolace potrubí na základě dané teploty povrchu izolační vrstvy

Výpočet tloušťky jednovrstvé izolace konstrukce

Hlavní vzorec pro výpočet izolace potrubí je uveden takto:

λ – součinitel tepelné vodivosti izolace (referenční);
K – součinitel dodatečných tepelných ztrát upevněním nebo podpěrami;
t_T – teplota dopravovaného média (průměrná roční);
t_o – teplota venkovního vzduchu (průměrná roční);
q_L – hodnota tepelného toku;
R_H – odpor prostupu tepla na vnějším povrchu izolace (tabulková hodnota).

Hodnota ukazatele B se stanovuje samostatně:

δ – tloušťka izolační konstrukce;
d_z – vnější průměr potrubí;
d_tr – vnější průměr izolované trubky.

Parametr ln se zjistí z tabulky logaritmů. V důsledku toho by tloušťka izolace měla být taková, aby byla splněna podmínka identity levé a pravé strany rovnice.

Výpočet tloušťky vícevrstvé tepelné izolace

Pohybuje-li se potrubím chladivo o vysoké teplotě (500-600 ℃), povrch předmětu je izolován dvěma vrstvami různých materiálů. Jedna z vrstev působí jako bariéra proti horkému povrchu z druhé, která zase slouží k ochraně potrubí před nízkými teplotami venkovního vzduchu. V tomto případě je důležité, aby teplota na hranici vrstvy t_1,2 byl přijatelný pro materiál vnější izolační vrstvy.

Pro výpočet tloušťky první vrstvy tepelné izolace používáme již známý vzorec:

Pro stanovení tloušťky druhé vrstvy se místo povrchové teploty potrubí t_T odeberte teplotu na rozhraní dvou izolačních vrstev t_1,2.

Pokud je průměr potrubí menší než 2 m, vzorec je následující:

ČTĚTE VÍCE

Kolik jeden a půl cihel je na 1 m3 zdiva včetně spár?

Docela těžkopádné výpočty tloušťky tepelné izolace je obtížné provádět ručně. Pro zjednodušení procesu a rychlé získání výsledků se proto doporučuje zadat algoritmus do aplikace Microsoft Excel.

Výpočet izolace potrubí na základě dané hodnoty snížení teploty chladicí kapaliny

V některých případech je požadováno, aby chladivo bylo dodáno potrubím na místo určení při určité teplotě. Podle této podmínky je třeba vypočítat tloušťku tepelné izolace.

Nejprve se zjistí celkový tepelný odpor izolace RП:

K – součinitel dodatečných tepelných ztrát upevněním nebo podpěrami;
t_t.začátek – počáteční teplota chladicí kapaliny;
t_о – teplota okolí;
t_t.začátek – konečná teplota chladicí kapaliny;
l – délka potrubí;
G – průtok chladicí kapaliny;
C – měrná tepelná kapacita dopravovaného média.

Dále se hodnota tloušťky tepelné izolace vypočítá pomocí známého vzorce:

Výpočet izolace potrubí na základě dané teploty povrchu izolační vrstvy

V mnoha průmyslových závodech jsou potrubí položena uvnitř pracovních oblastí, kde jsou přítomni lidé. V tomto ohledu předpisy na ochranu práce diktují zvýšené požadavky na teploty potrubí. Výpočet tloušťky tepelně izolační vrstvy pro trubky o průměru větším než 2 m při dané teplotě izolačního povrchu se provádí pomocí vzorce:

α – součinitel prostupu tepla (referenční);
t_П – normalizovaná teplota povrchu izolace;
zbývající parametry jsou z předchozích vzorců.

Navzdory skutečnosti, že tato technika má nevýznamnou chybu, v současné době se používá pro výpočet výkonu izolační vrstvy. Pro získání přesnějších výpočtů je lepší použít specializovaný software.