Построение продольного профиля

3.4 Построение продольного профиля

Продольный профиль представлен на 4 листе графической части данного проекта.

Продольный профиль участка тепловой сети строится в масштабе: по вертикали 1:100, 1:50; по горизонтали: 1:500, 1:1000. Его построение начинают с определения минимальной глубины теплового параметра по трассе с учётом габаритных размеров устанавливаемого в них оборудования.

На профилях сетей указывают:

поверхность земли;

уровень грунтовых вод;

пересекаемые автомобильные дороги, железнодорожные и трамвайные пути, кюветы, а также другие подземные и надземные коммуникации и сооружения, влияющие на прокладку проектируемых сетей, с указанием их габаритных размеров, высотных отметок, и при необходимости координат или привязок;

каналы, тоннели, ниши П‑образных компенсаторов, эстакады, отдельно стоящие опоры, вентиляционные шахты, павильоны и другие сооружения и конструкции сетей;

трубопроводы бесканальной прокладки;

неподвижные опоры.

Трубопроводы в каналах, тоннелях, камерах и нишах не изображают.

На профилях сетей надземной прокладки трубопроводы каждого яруса изображают одной сплошной основной линией.

Отметки сетей проставляют в характерных точках, в местах пересечений с автомобильными и железными дорогами, трамвайными путями, инженерными коммуникациями и сооружениями, влияющими на прокладку проектируемых сетей. Величины отметок и длины участков сетей указывают в метрах с двумя десятичными знаками, а величины уклонов ‑ в процентах. При надземной прокладке тепловых сетей, под профилями сетей помещают таблицу по форме 3, рис.3.

Форма 3.

Рис.3

4. Тепловой расчёт изоляционных конструкций трубопроводов

В задачу теплового расчёта теплоизоляционных конструкций входит:

выбор конструкций и толщины тепловой изоляции;

определение тепловых потерь теплопровода;

расчёт падения температуры теплоносителя по длине теплопровода.

В качестве изоляционного материала применяются – маты минераловатные шивные марки 100.

Тепловой расчёт проводится для подающего трубопровода первого участка.

Определяется термическое сопротивление слоя изоляции по формуле:

R_и = (1/2·π)·λ· ln(d_н /d_тр), (4.1)

где λ – коэффициент теплопроводности, Вт/м·К;

d_н – наружный диаметр трубы с учётом изоляции, м;

d_тр – наружный диаметр трубы, м.

λ = 0,045 + 0,021· t_м, (4.2)

где t_м – температура воды в трубопроводе, ^оС.

t_м = t_пр / 2, (4.3)

t_м = 150/2 = 75 ^оС,

λ = 0,045 + 0,021· 75 = 0,06 Вт/м·К.

Толщина изоляции принимается равной 0,08 м.

R_и = (1/2·3,14· 0,06)· ln(0,354 /0,194) = 1,59 м·К/Вт.

Предварительно задаётся температура на поверхности изоляции

t_н = 34,5 ^оС, и определяется коэффициент теплоотдачи:

α = 9,3 + 0,047· (t_н – t_о) + 7,0· √W, (4.4)

где t_о – температура окружающей среды, ^оС;

W – скорость движения воздуха, для г. Саранска W =3,8 м/с.

α = 9,3 + 0,047· (34,5 +30) + 7,0· √3,8 = 26,0 Вт/м² ·К.

Определяется термическое сопротивление трубопровода:

R_н = 1/ Π · α_н· d_н, (4.5)

R_н = 1/ 3,14· 26,0 · 0,194 = 0,063 м·К/Вт.

Уточняется температура на поверхности изоляции:

t_н^' = ( t_пр / R_и– t_о/ R_н) / (1/ R_и +1/ R_н), (4.6)

t_н^' = ( 150 / 1,59+30/ 0,063) / (1/ 1,59 +1/ 0,063) = 34,5 ^оС.

Определяются линейные потери теплоты:

Q_л = l· ( t_н – t_о) / ( R_н + R_н), (4.7)

Q_л = 90 · ( 150+30) / ( 1,59+0,063) = 9800,4 Вт.

Аналогичный расчёт проводится для обратного трубопровода.

Определяется термическое сопротивление слоя изоляции по формуле:

R_и = (1/2·π)·λ· ln(d_н /d_тр), (4.8)

где λ – коэффициент теплопроводности, Вт/м·К;

d_н – наружный диаметр трубы с учётом изоляции, м;

 d_тр – наружный диаметр трубы, м.

λ = 0,045 + 0,021· t_м, (4.9)

где t_м – температура воды в трубопроводе, ^оС.

t_м = t_пр / 2, (4.10)

t_м = 70 / 2 = 35 ^оС,

λ = 0,045 + 0,021· 35 = 0,05 Вт/м·К.

Толщина изоляции принимается равной 0,08 м.

R_и = (1/2·3,14· 0,05)· ln(0,354 /0,194) = 1,9 м·К/Вт.

Предварительно задаётся температура на поверхности изоляции t_н = 34 ^оС, и определяется коэффициент теплоотдачи:

α = 9,3 + 0,047· (t_н – t_о) + 7,0 · √W, (4.11)

где t_о – температура окружающей среды, ^оС;

W – скорость движения воздуха, для г. Саранска W=3,8 м/с.

α = 9,3 + 0,047· (34 + 30) + 7,0 · √3,8 = 25,95 Вт/м² ·К.

Определяется термическое сопротивление трубопровода:

R_н = 1/ Π · α_н· d_н, (4.12)

R_н = 1/ 3,14· 25,95· 0,194 = 0,063 м·К/Вт.

Уточняется температура на поверхности изоляции:

t_н^' = ( t_пр / R_и– t_о/ R_н) / (1/ R_и +1/ R_н), (4.13)

t_н^' = ( 70 / 1,9+30/ 0,063) / (1/ 1,9 +1/ 0,063) = 33,8 ^оС.

Определяются линейные потери теплоты:

Q_л = l · ( t_н – t_о) / ( R_н + R_н), (4.14)

Q_л = 90 · ( 70+30) / ( 1, 9+0,063) = 4584,8 Вт.

Тепловой расчёт остальных участков тепловой сети производится аналогично, результаты расчёта заносятся в таблицу 4.

Общие тепловые потери сети определяются по формуле:

Q_∑ = Q_л + Q_м = Q_л (1+ β), (4.15)

где β = 0,15[1].

Для прямой магистрали:

Q_∑ = (9800,4 + 600 + 1006,9 + 1006,9 + 977,3 + 2443,4 + 2391,6 + 5178,5 +5600 + 2265,7) · (1+0,15) = 35961,3 Вт.

Для обратной магистрали:

Q_∑ = (4584,8 + 272,7 + 468,7 + 468,7 + 459,7 + 1149,4 + 1137,7 + 2371,5 + 2545,5 + 1054,7) · (1 + 0,15) = 16690,4 Вт.

Таблица 4.

 Результаты теплового расчёта