wielkość strat przy izolacji rur

d„, in

Rysunek 3.10. (iialic/na metoda wyznaczania krytycznej średnicy izolacji

/ wykresu można odczytać, że opór R’jest minimalny dla (dj_z)_k, = 15,6 mm. Rozwiązanie analityczne przebiega następująco:

/układamy, że zmienia się jedynie wartość d^ i dlatego:

(3.24)

dR’ 1    1

ddu- 2^Xttdi2 a₂Jtd_iz² a po przyrównaniu (3.24) do zera otrzymuje się:

,,, , 2K 2 0,035 _AA1C£

(d,,)kr =-=-=0,0156 m

a₂ 4,5

Stmmicń ciepła wymienionego z otoczeniem przez 1 m rury osłoniętej izolacją o średnicy krytycznej wynosi:

q =

q =

T,-T_a

1    1    , d_z .    1    , d_b. .    1

+-In — + -—■— ln--1-

a,7td_w 2nX_m d_w 2nX_a d, a₂nd.* _ (95 + 273)-(15 + 273)

(3.25)

I

+ —

1

, 12 10^->

In-_ +

. 15,6 10 ⁵ ln—--— +

1

920 3i 10 10"*    2-H-385    10 10"³    2*0,035    1210’¹    4,5 * 15,6 10 ³

q = 13,88 W/m

Osłonięcie rurociągu izolacją o tak małej grubości jest więc nieopłacalne, gdyż straty ciepła są wtedy większe niż w przypadku niezałożenia izolacji. Dla zmniejszenia strat ciepła do otoczenia należałoby zastosować izolację o średnicy znacznie większej niż (d^k,- Ilustruje to wykres przedstawiający zależność q f(d .) (rys. V 1!).

Rysunek 3.11. Wielkość sirat ciepła w zależności od średnicy izolacji

Widzimy, że gdy d„ > <d^)_kr, to wtedy wraz ze wzrostem d_u straty ciepła nieznacznie maleją.

Przy zastosowaniu izolacji o grubości około 5 mm straty ciepła osiągają taką wartość, jak w przypadku, gdy rurociąg nic był osłonięty izolacją. W celu zmniejszenia strat ciepła należałoby zastosować izolację o grubości większej niż 5 mm lub zastosować izolację o mniejszym współczynniku przewodzenia ciepła.

» Przykład 3

Woda i powietrze oddzielone są od siebie płaską ścianką stalową o współczynniku przewodzenia ciepła 50 W/(m K). W celu poprawy wymiany ciepła zastosowano żebra proste o grubości 2 mm i wysokości 25 mm, rozstawione co 10 mm. Współczynniki wnikania ciepła po stronie wody i powietrza wynoszą odpowiednio 200 W/(m²K) i 5 W/(m² K), a temperatury: wody 95°C, powietrza 15°C. O ile procent wzrośnie ilość wymienianego ciepła na powierzchni 1 x 1 m, jeśli żebra zostaną umieszczone:

1)    po stronie wody,

2)    po stronic powietrza,

3)    po obu stronach.

Rozwiązanie:

Liczba żeber przypadająca na 1 m wynosi:

n = — = —!— = 100 a 10"*

115