Расчет толщины изоляции трубопроводов: СП 41-103-2000 Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, СП (Свод правил) от 16 августа 2000 года №41-103-2000

Калькуляторы расчета объема теплоизоляции труб, отводов

Содержание страницы

С помощью данных калькуляторов вы получите возможность легко рассчитать объем теплоизоляции трубопровода и отводов “в деле”, а так же площадь покровного слоя. Тем самым вы сможете определить объем работ, а так же определить количество необходимых материалов. Обратите внимание на то, что объем теплоизоляции считается без учета отходов (обрезков и т.п.). Теплоизоляцию трубопроводов и соответствующих деталей (отводы, тройники, оборудование) производят в соответствии с СП 61.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003)

Для быстрого доступа к калькулятору теплоизоляции нажмите на клавиатуре Ctr+D и калькулятор будет у вас в закладках!

Содержание

Калькулятор расчета объема теплоизоляции трубопроводов

Теплоизоляция трубыТеплоизоляция трубы

 

KordaKorda

Калькулятор расчета объема теплоизоляции отводов круглого сечения

отводотвод

Площадь покровного слоя указана без нахлеста, поэтому при расчете материалов учтите данную особенность.

отводыотводы

Калькулятор расчета объема теплоизоляции гнутых отводов

Данный калькулятор подойдет для расчета объема теплоизоляции гнутых отводов из углеродистой стали. Размеры  гнутых отводов вычислены в соответствии с ОСТ 36-42-81 Детали трубопроводов из углеродистой стали сварные и гнутые Ду до 500мм на Ру до 10 МПа (100 кгс/см2). Отводы гнутые. Конструкция и размеры”

Поделиться в социальных сетях

Методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода :: HighExpert.RU

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

dиз — искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.

dн — наружный диаметр трубопровода.

λиз — коэффициент теплопроводности изоляционного материала.

αв — коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

Линейная плотность теплового потока

где

tн — температура наружной стенки трубопровода.

tиз — температура поверхности изоляции.

Температура внутренней стенки изоляции трубопровода

где

dв — внутренний диаметр трубопровода.

αг — коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.

λт — коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

Уравнение теплового баланса

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

Пример: Необходимо рассчитать тепловую изоляцию трубопровода высокофорсированного дизеля, наружный диаметр выпускного трубопровода составляет 0,6 м, внутренний диаметр этого трубопровода составляет 0,594 м, температура наружной стенки трубопровода принимается равной 725 К, температура наружной поверхности изоляции принимается равной 333 К, теплопроводность изоляционного материала принимается равной 0,11 Вт/(м К), тогда проведенный расчет изоляции трубопровода по методике, описанной выше, покажет, что толщина необходимой изоляции трубопровода должна составлять не менее 0,1 м.

Программа расчета K-PROJECT | K-Flex

Расчетная программа K-PROJECT предназначена для проектирования инженерных систем различного назначения с использованием в конструкции технической изоляции «K-FLEX», покрывных защитных материалов и комплектующих, основываясь на требованиях, содержащихся в нормах технологического проектирования и других нормативных докуметах:

  • СП 41-103-2000 «Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»;
  • ГЭСН-2001 Сборник №26 «Теплоизоляционные работы»;
  • СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Актуализированная редакция СНиП 23-01-99;
  • СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003;
  • ТР 12324 — ТИ.2008 «Изделия теплоизоляционные из каучука «K-FLEX» в конструкциях тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.

Программа выполняет следующие типы расчетов:

1. Для трубопроводов:

  • Расчет теплового потока при заданной толщине изоляции;
  • Расчет изменение температуры теплоносителя при заданной толщине изоляции;
  • Расчет температуры на поверхности изоляции при заданной толщине изоляции;
  • Расчет времени замерзания теплоносителя при заданной толщине изоляции;
  • Расчет толщины изоляции с целью предотвращения образования конденсата на поверхности изоляции.

2. Для плоских поверхностей:

  • Расчет теплового потока при заданной толщине изоляции;
  • Расчет температуры на поверхности изоляции при заданной толщине изоляции;
  • Расчет толщины изоляции с целью предотвращения образования конденсата на поверхности изоляции и другие.

Результаты расчетной программы K-PROJECT могут быть использованы при проектировании конструкций тепловой изоляции оборудования и трубопроводов промышленных предприятий, а также объектов ЖКХ, включая:

  • технологические трубопроводы с положительными и отрицательными температурами всех отраслей промышленности;
  • трубопроводы тепловых сетей при надземной (на открытом воздухе, подвалах, помещениях) и подземной (в каналах, тоннелях) прокладках;
  • трубопроводы систем отопления, горячего и холодного водоснабжения в жилищном и гражданском строительстве, а также на промышленных предприятиях;
  • низкотемпературные трубопроводы и оборудование холодильных установок;
  • воздуховоды и оборудование систем вентиляции и кондиционирования воздуха;
  • газопроводы; нефтепроводы, трубопроводы с нефтепродуктами;
  • технологические аппараты предприятий химической, нефтеперерабатывающей, газовой, пищевой, и др. отраслей промышленности резервуары для хранения холодной воды в системах водоснабжения и пожаротушения;
  • резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, мазута, химических веществ и т.д.

В программе реализован модуль расчета коэффициента теплоотдачи в зависимости от температур теплоносителя и окружающей среды, типа покровного слоя и ориентации трубопровода, позволяющий учитывать эти факторы при расчете теплотехнических характеристик.

В обновленной версии программы K-PROJECT 2.0 реализована возможность составлять рабочую документацию согласно ГОСТ 21.405-93 «СПДС. Правила выполнения рабочей документации тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»:

  • техномонтажная ведомость;
  • спецификация оборудования.

При формировании техномонтажной ведомости и спецификации, программа подбирает требуемые типоразмеры теплоизоляционных материалов K-FLEX, рассчитывает необходимое количество покровных материалов и аксессуаров K-FLEX для планируемого монтажа.

Калькулятор технической изоляции

Skip to main content

Toggle navigation

Isover logo

Saint-Gobain
Saint-Gobain

  • О компании
    • О компании «Сен-Гобен»
    • Офисы «Сен-Гобен» в РФ и СНГ
    • Техническая изоляция ISOTEC
      • Каменная вата
      • Вата на основе кварца
    • Экологическая ответственность
      • Энергоэффективность
      • Забота об экологии
      • Повышение комфорта
    • Новости
    • Реализованные проекты
    • Статьи
  • Сферы применения
    • Техническая изоляция для промышленности
      • Дымоходы и вытяжные устройства
      • Котлы и печи
      • Оборудование и установки
      • Резервуары и емкости
      • Технологические трубопроводы
    • Техническая изоляция для систем ОВК
      • Внешняя изоляция воздуховодов
      • Внутренняя изоляция воздуховодов
      • Изоляция цилиндрами
      • Огнезащита воздуховодов
      • Самонесущие воздуховоды
      • Эксплуатационные качества ОВК
    • Техническая изоляция для судостроения
      • Огнезащита
      • ОВК и техническое оснащение
      • Звукоизоляция
        • Звукопоглощение
        • Снижение уровня шума
      • Комплектующие для других морских производств
    • Эксплуатационные характеристики технической изоляции
      • Высокие рабочие температуры
      • Долговечность
      • Защита оборудования от коррозии
      • Защита персонала от ожогов
      • Звукоизоляция
      • Механическая прочность
      • Огнезащита
      • Оптимизация транспортировки
      • Теплоизоляция
      • Удобство монтажа
  • Продукция
  • Библиотека
  • Калькулятор
  • Где купить
  1. Главная
  2. Калькулятор
Программа расчета толщины теплоизоляции K-PROJECT для проектирования инженерных систем

Скачать программу расчёта толщины изоляции K-PROJECT 2.0

Расчетная программа K-PROJECT 2.0 создана для проектирования инженерных систем разнообразного назначения с применением в конструкции технической изоляции
«K-FLEX», покрывных защитных материалов и комплектующих, базируясь на потребностях, что содержатся в нормах технологического проектирования или иных нормативных документах:

  • СП 41-103-2000 «Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»;
  • ГЭСН-2001 Сборник №26 «Теплоизоляционные работы»;
  • СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»;
  • СНиП 41-01-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»;
  • ТР 12324 — ТИ.2008 «Изделия теплоизоляционные из каучука
    «K-FLEX» в конструкциях тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.

Программа выполняет следующие расчеты:

1. Для трубопроводов:

  • Расчет теплового потока при определенной толщине изоляции;
  • Расчет изменение температуры носителя при заданной толщине изоляции;
  • Расчет температуры на поверхности изоляции при заданной толщине изоляции;
  • Расчет времени замерзания носителя при заданной толщине изоляции;
  • Расчет толщины изоляции с целью предотвращения образования конденсата на поверхности изоляции.

2. Для плоских поверхностей:

  • Расчет теплового потока при заданной толщине изоляции;
  • Расчет температуры на поверхности изоляции при заданной толщине изоляции;
  • Расчет толщины изоляции с целью предотвращения образования конденсата на поверхности изоляции.

Результаты расчетной программы K-PROJECT 1.0 можно использовать в проектировании конструкций тепловой изоляции оборудования и трубопроводов промышленных предприятий, а также объектов ЖКХ, включая:

  • технологические трубопроводы с положительными и отрицательными температурами всех отраслей промышленности;
  • трубопроводы тепловых сетей при надземной (на открытом воздухе, подвалах, помещениях) и подземной (в каналах, тоннелях) прокладках;
  • трубопроводы систем отопления, горячего и холодного водоснабжения в жилищном и гражданском строительстве, а также на промышленных предприятиях;
  • низкотемпературные трубопроводы и оборудование холодильных установок;
  • воздуховоды и оборудование систем вентиляции и кондиционирования воздуха;
  • газопроводы; нефтепроводы, трубопроводы с нефтепродуктами;
  • технологические аппараты предприятий химической, нефтеперерабатывающей, газовой, пищевой, и др. отраслей промышленности;
  • резервуары для хранения холодной воды в системах водоснабжения и пожаротушения;
  • резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, мазута, химических веществ и т.д.

В программе осуществлен модуль расчета коэффициента теплоотдачи, что зависит от температур носителя и окружающей среды, типа покровного слоя и ориентации трубопровода, позволяющий учитывать эти факторы при расчете теплотехнических характеристик.

Сейчас, готовится новая версия программы K-PROJECT 2.0, где будет реализована возможность составлять рабочую документацию согласно ГОСТ 21.405-93 «СПДС. Правила выполнения рабочей документации тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»:

  • техномонтажная ведомость;
  • спецификация оборудования.

При создании техномонтажной ведомости и спецификации, программа подбирает нужные типоразмеры теплоизоляционных материалов «K-FLEX», рассчитывает надобное число покровных материалов и аксессуаров «K-FLEX» для монтажа.

Калькулятор расчета объема изоляции трубопроводов

Калькулятор расчета объема изоляции трубопроводов

Предлагаем Вам калькулятор для автоматизированного расчета объема изоляции для магистралей различного назначения – канализации, воздуховодов, отопления или газовых трубопроводов.

Перед тем как воспользоваться калькулятором для расчета объема изоляции трубопроводов, мы настоятельно рекомендуем предварительно ознакомиться с инструкцией.

Онлайн калькулятор для вычисления требуемого объема теплоизоляции для трубопроводов

В условиях нашей страны с ее огромными просторами трубопроводный транспорт является самым эффективным средством транспортировки жидких продуктов. Размеры труб при этом достигают трехметрового диаметра, что позволяет транспортировать по ним большие объемы продуктов. Естественно, что такие магистрали нуждаются в определенной защите от разных факторов:

  • коррозии всех видов;
  • промерзания;
  • физического воздействии природных явлений;
  • от несанкционированного вмешательства посторонних лиц.

Все магистрали, включая газопроводы и нефтепроводы, не говоря уже о водных системах, подлежат изолированию работы в температурном интервале -45 + 60 градусов. Массовое применение такой технологической операции требует тщательного расчета потребности в материалах покрытия поверхности труб, чтобы расходы на нее были оптимальными, подсчет изоляции трубопроводов с использованием различных калькуляторов является необходимостью.

Изоляционные материалы

Гамма средств при устройстве изоляции весьма обширна. Их различие состоит как в способе нанесения на поверхности, так и по толщине слоя термоизоляции. Особенности  нанесения каждого вида учтены калькуляторами для подсчета изоляции трубопроводов. По-прежнему актуально использование различных материалов на основе битума с применением дополнительных армирующих изделий, например стеклоткани или стеклохолста.

Более экономичными и прочными являются полимерно-битумные составы. Они позволяют вести быстрый монтаж а качество покрытия при этом получается долговечным и эффективным. Материал, называемый ППУ,  надежен и прочен, что позволяет его применение, как для канального, так и бесканального способа прокладки магистралей. Используется также жидкий пенополиуретан, наносимой на поверхность по ходу монтажа, а также и другие материалы:

  • полиэтилен как многослойная оболочка, наносится в условиях промышленного производства для гидроизоляции;
  • стекловата различной толщины, эффективный утеплитель из-за своей невысокой стоимости при достаточной прочности;
  • для теплотрасс эффективно используются минеральные ваты расчетной толщины для утепления труб различных диаметров.

Монтаж изоляции

Расчет количества изоляции во многом зависит от способа ее нанесения. Это зависит от места применения – для внутреннего или наружного изолирующего слоя. Его можно выполнить самостоятельно или использовать программу – калькулятор для расчета теплоизоляции трубопроводов. Покрытие по наружной поверхности используется для водяных трубопроводов горячего водоснабжения при высокой температуре с целью ее защиты от коррозии. Расчет при таком способе сводится к определению площади наружной поверхности водопровода, для определения потребности на погонный метр трубы.

Для труб для водопроводных магистралей применяется внутренняя изоляция. Основное ее назначение – защита металла от коррозии. Ее используют в виде специальных лаков или цементно-песчаной композиции слоем толщиной несколько мм. Выбор материала зависит от способа прокладки – канальный или бесканальный. В первом случае на дне отрытой траншее размещаются бетонные лотки, для размещения. Полученные желоба закрываются бетонными же крышками, после чего канал заполняется ранее вынутым грунтом.

Бесканальная прокладка используется, когда рытье теплотрассы не представляется возможным. Для этого нужно специальное  инженерное оборудование. Расчет объема тепловой изоляции трубопроводов в онлайн-калькуляторах является достаточно точным средством, позволяющим рассчитать количество материалов без возни со сложными формулами. Нормы расхода материалов приводятся в соответствующих СНиП.

Гидравлические расчеты трубопроводов. Расчет диаметра трубопровода. Подбор трубопроводов

Пример № 1

Каковы потери напора для локальных сопротивлений в горизонтальном трубопроводе диаметром 20 х 4 мм, через который вода подается из открытого резервуара в реактор с давлением 1,8 бар? Расстояние между резервуаром и реактором 30 м. Расход воды 90 м3 / час. Общая высота головы составляет 25 метров. Коэффициент трения принимается равным 0.028.

Решение:

Скорость потока воды в трубопроводе равна:

w = (4 · Q) / (π · d 2 ) = ((4 · 90) / (3,14 · [0,012] 2 )) · (1/3600) = 1,6 м / с

Найдем потери на трение напора в трубопроводе:

H Т = (λ · л) / (д э · [w 2 / (2 · г)]) = (0,028 · 30) / (0,012 · [1,6] 2 ) / ((2 · 9,81)) = 9,13 м

Общие потери:

ч × = H — [(p 2 -p 1 ) / (ρ · г)] — H г = 25 — [(1,8-1) · 10 5 ) / (1000 · 9,81)] — 0 = 16,85 м

Потери на локальном сопротивлении попадают в пределы:

16,85-9,13 = 7,72 м

Пример №2

Вода подается центробежным насосом через горизонтальный трубопровод со скоростью 1,5 м / с. Всего созданная голова равна 7 м. Какова максимальная длина трубопровода, если вода берется из открытого резервуара, перекачивается по горизонтальному трубопроводу с одним запорным клапаном и двумя коленами под углом 90 ° и вытекает из трубы в другой резервуар? Диаметр трубопровода равен 100 мм. Относительная шероховатость принимается равной 4 · 10 -5 .

Решение:

Для трубы диаметром 100 мм коэффициенты локальных сопротивлений будут равны:

Для колена 90 ° — 1.1; задвижка — 4.1; выпускной патрубок — 1.

Затем мы определяем значение скорости головы:

w 2 / (2 · г) = 1,5 2 / (2 · 9,81) = 0,125 м

Потери напора для локальных сопротивлений будут равны:

∑ζ МС · [ш 2 / (2 · г)] = (2 · 1,1 + 4,1 + 1) · 0,125 = 0,9125 м

Находим общие потери напора для сопротивления трения и локальных сопротивлений из формулы полного напора насоса (геометрическая высота подъема при этих условиях равна 0):

ч × = H — (p 2 -p 1 ) / (ρ · г) — H г = 7 — ((1-1) · 10 5 ) / (1000 · 9 , 81) — 0 = 7 м

Тогда потери фрикционной головки составят:

7-0,9125 = 6,0875 м

Рассчитаем значение числа Рейнольдса для потока в трубопроводе (динамическая вязкость воды принимается равной 1 · 10 -3 Па · с, а плотность — 1000 кг / м 3 ):

Re = (w · d Э · ρ) / μ = (1,5 · 0,1 · 1000) / (1 · 10 -3 ) = 150000

В соответствии с этим числом, используя таблицу, мы рассчитываем коэффициент трения (арифметическая формула выбирается по принципу, что значение Re попадает в диапазон 2 320

λ = 0,316 / Re 0,25 = 0,316 / 150000 0,25 = 0,016

Мы выражаем и находим максимальную длину трубопровода из формулы потерь на трение в головке:

л = (Н об · д э ) / (λ · [ш 2 / (2 г)]) = (6,0875 · 0,1) / (0,016 · 0,125) = 304,375 м

Пример №3

Дан трубопровод с внутренним диаметром 42 мм. Он подключен к водяному насосу с расходом 10 м 3 / ч и создающим напор 12 м. Температура перекачиваемой среды составляет 20 ° C. Конфигурация трубопровода приведена на рисунке ниже. Необходимо рассчитать потери напора и проверить, способен ли этот насос перекачивать воду при заданных параметрах трубопровода. Абсолютная шероховатость труб принимается равной 0,15 мм.

Решение:

Рассчитаем скорость потока жидкости в трубопроводе:

w = (4 · Q) / (π · d 2 ) = (4 · 10) / (3,14 · 0,042 2 ) · 1/3600 = 2 м / с

Скорость головы, соответствующая найденной скорости, будет равна:

w 2 / (2 · г) = 2 2 / (2 · 9,81) = 0,204 м

Коэффициент трения должен быть найден до c расчета потерь на трение в трубах.В первую очередь определяем относительную шероховатость трубы:

е = Δ / д Э = 0,15 / 42 = 3,57 · 10 -3 мм

Критерий Рейнольдса для потока воды в трубопроводе (динамическая вязкость воды при 20 ° C составляет 1 · 10 -3 Па · с, а плотность составляет 998 кг / м 3 ):

Re = (w · d Э · ρ) / μ = (2 · 0,042 · 998) / (1 · 10 -3 ) = 83832

выясняем режим потока воды:

10 / е = 10 / 0,00357 = 2667

560 / е = 560 / 0,00357 = 156863

Найденное значение критерия Рейнольдса находится в диапазоне 2667 <83 832 <156 863 (10 / e

λ = 0,11 · (e + 68 / Re) 0,25 = 0,11 · (0,00375 + 68/83832) 0,25 = 0,0283

Потери напора в трубопроводе будут равны:

H Т = (λ · л) / d э · [w 2 / (2 · г)] = (0,0283 · (15 + 6 + 2 + 1 + 6 + 5)) / 0,042 · 0,204 = 4,8 м

Затем необходимо рассчитать потери напора для локальных сопротивлений.Из схемы трубопровода следует, что местные сопротивления представлены двумя задвижками, четырьмя прямоугольными коленами и одним выходом трубы.

Таблицы не содержат значений коэффициента локальных сопротивлений для нормальных задвижек и прямоугольных колен с диаметром трубы 42 мм, поэтому мы будем использовать один из методов приближенного расчета интересующих нас значений.

Возьмем таблицу значений коэффициентов локальных сопротивлений нормальных задвижек для диаметров 40 и 80 мм.Предполагается, что график значений коэффициентов представляет собой прямую линию в этом диапазоне. Мы настроили и решили систему уравнений, чтобы найти график зависимости коэффициента локального сопротивления от диаметра трубы:

{

4,9 = a · 40 + b
4 = a · 80 + b

=

{

a = -0,0225
b = 5,8

искомое уравнение имеет вид:

ζ = -0,0225 · д + 5,8

При диаметре 42 мм локальный коэффициент сопротивления будет равен:

ζ = -0,0225 · 42 + 5,8 = 4,855

Аналогично находим значение локального коэффициента сопротивления для прямоугольного колена.Возьмем табличные значения для диаметров 37 и 50 мм и решим систему уравнений, сделав аналогичное предположение о характере сюжета в этом разделе:

{

1,6 = a · 37 + b
1,1 = a · 50 + b

=

{

a = -0,039
b = 3,03

искомое уравнение имеет вид:

ζ = -0,039 · д + 3,03

При диаметре 42 мм локальный коэффициент сопротивления будет равен:

ζ = -0,039 · 42 + 3,03 = 1 392

Для выпускного отверстия трубы коэффициент местного сопротивления принимается равным единице.

Потери напора для локальных сопротивлений будут равны:

∑ζ МС · [w 2 / (2g)] = (2 · 4,855 + 4 · 1,394 + 1) · 0,204 = 3,3 м

Общие потери напора в системе будут равны:

4,8 + 3,3 = 8,1 м

Согласно полученным данным, мы заключаем, что этот насос подходит для перекачивания воды по этому трубопроводу, поскольку создаваемый им напор превышает общие потери напора в системе, а скорость потока жидкости остается в пределах оптимального запаса.

Пример № 4

Участок прямого горизонтального трубопровода с внутренним диаметром 300 мм был подвергнут ремонту путем замены участка трубы длиной 10 м с внутренним диаметром 215 мм. Общая длина ремонтируемого участка трубопровода составляет 50 метров. Участок, подлежащий замене, находится в 18 метрах от начала. Вода течет при 20 ° С со скоростью 1,5 м / с по трубопроводу. Необходимо выяснить, как изменится гидравлическое сопротивление ремонтируемого участка трубопровода. Коэффициенты трения для труб диаметром 300 и 215 мм приняты равными 0.01 и 0,012 соответственно.

Решение:

Первоначальный трубопровод создавал потерю напора только для трения жидкости со стенками во время перекачки. Замена секции трубы привела к появлению двух локальных сопротивлений (резкое сжатие и резкое расширение проходного канала) и секции с измененным диаметром трубы, где потери на трение будут различными. Оставшийся участок трубопровода не был изменен и, следовательно, не может рассматриваться как часть этой проблемы.

Рассчитываем расход воды по трубопроводу:

Q = (π · d²) / 4 · w = (3,14 · 0,3²) / 4 · 1,5 = 0,106 м³ / с

Поскольку скорость потока не изменяется по всей длине трубопровода, мы можем определить скорость потока на участке трубы, подлежащем ремонту:

w = (4 · Q) / (π · d²) = (4 · 0,106) / (3,14 · 0,215²) = 2,92 м / с

Полученное значение скорости потока в замененном участке трубы остается в оптимальном диапазоне.

Для определения локального коэффициента сопротивления сначала рассчитаем критерий Рейнольдса для различных диаметров труб и отношение площадей поперечного сечения этих труб.Критерий Рейнольдса для трубы диаметром 300 мм (динамическая вязкость воды при 20 ° С составляет 1 · 10 -3 Па · с, а плотность — 998 кг / м 3 ):

e = (ш · д 900 · ρ) / μ = (1,5 · 0,3 · 1000) / (1 · 10 -3 ) = 450000

Критерий Рейнольдса для трубы диаметром 215 мм (динамическая вязкость воды при 20 ° С составляет 1 · 10 -3 Па · с, а плотность — 998 кг / м 3 ):

Re = (w · d Э · ρ) / μ = (1,5 · 0,215 · 1000) / (1 · 10 -3 ) = 322500

Соотношение площадей поперечного сечения трубы равно:

((π · d 1 ²) / 4) / ((π · d 2 ²) / 4) = 0,215² / 0,3² = 5,1

Используя таблицы, мы найдем значения коэффициентов локальных сопротивлений, округленных отношением площадей к 5.Для внезапного расширения он будет равен 0,25, а для внезапного сокращения также будет равен 0,25.

Потери напора для локальных сопротивлений будут равны:

∑ζ МС · [w² / (2g)] = 0,25 · [1,5² / (2 · 9,81)] + 0,25 · [2,92² / (2 · 9,81)] = 0,137 м

Теперь рассчитаем потери на трение в замененном участке трубопровода для начального и нового участков трубопровода. Для трубы диаметром 300 мм они будут равны:

H Т = (λ · л) / d э · [w² / (2g)] = (0,01 · 10) / 0,3 · [1,5² / (2 · 9,81)] = 0,038 м

Для трубы диаметром 215 мм:

H Т = (λ · л) / d э · [w² / (2g)] = (0,012 · 10) / 0,215 · 2,92² / (2 · 9,81) = 0,243 м

Отсюда мы заключаем, что потери на трение в трубопроводе увеличатся на:

0,243-0,038 = 0,205 м

Общее увеличение потерь на трение в трубопроводе будет равно:

0,205 + 0,137 = 0,342 м

Инженеры

всегда готовы оказать консультационные услуги или предоставить дополнительную техническую информацию о насосном оборудовании и трубопроводной арматуре, которые мы предлагаем.

Пожалуйста, присылайте ваши запросы на трубопроводы в технический отдел нашей компании по электронной почте: [email protected], телефон +7 (495) 225 57 86

Центральный сайт ENCE GmbH
Наша сервисная компания — Intekh GmbH

Головные представительства в странах СНГ:

Россия
Казахстан
Украина
Туркменистан
Узбекистан
Латвия
Литва

,

Оборудование и изоляция трубопроводов »Мир трубопроводов

Изоляция трубопровода требуется для целей сохранения тепла, поддержания стабильных температур процесса при изменении температуры воздуха, предотвращения конденсации, предотвращения ожогов персонала или ограничения уровня шума в соответствии с назначенной классификацией.

Требуются три типа изоляции:

  1. Холодная изоляция,
  2. Горячая Изоляция и,
  3. Личная защита.

Различные типы изоляционных материалов:

  1. минеральных волокон.
  2. Сотовый пластик.
  3. Сотовое стекло.

Расчетный срок службы изоляции составляет около 25 лет.

Для трубопроводов с рабочей температурой выше 54 град. Необходима изоляция от ожогов и замерзания. С или ниже 10 град. C

Калькулятор толщины изоляции

Изоляция личной защиты

Изоляция личной защиты должна быть до 2.1 метр над уклоном и высотой платформы, 0,6 метра вне платформ, пешеходных дорожек и т. Д. Для линий, работающих выше 200 градусов, требуется полностью изолированная личная защита. C.

Фланцы корпуса и сопла теплообменного оборудования не должны быть изолированы. Все трубопроводы и оборудование работают с температурой жидкости ниже 27 град. C должен быть изолирован для предотвращения конденсации («анти-пот»). Сопла, компоненты и приспособления должны быть изолированы и покрыты пароизоляцией и атмосферостойкой оболочкой.

Изоляция применяется только после испытания сварного шва, опрессовки и окраски.

  1. Полиуретановая изоляция обычно используется для изоляции в холодных условиях.
  2. Жесткая уретановая пена может использоваться до 100 град. C.
  3. Силикат кальция используется в качестве звукоизоляции.
  4. Пеностекло можно использовать до 260 град. C.
  5. Изоляция из минеральной ваты может использоваться до 500 дг. C.
  6. Защитная сетка из нержавеющей стали на расстоянии 32 мм может использоваться в качестве индивидуальной защиты.В противном случае можно использовать горячую или холодную изоляцию.

Изоляционные изделия

Нравится:

Нравится Загрузка …

,

Теплоизоляция | Трубопровод инженерный

1. Введение:

Теплообмен — одна из самых распространенных операций в перерабатывающей промышленности. В идеальной ситуации хотелось бы достичь теплового баланса между источником и раковиной без потери тепловой энергии в атмосферу. К сожалению, вышеупомянутое не может быть достигнуто в абсолютном выражении, даже при том, что может быть предпринята попытка управлять теплопередачей таким образом, чтобы свести к минимуму потери тепла в атмосферу путем использования изоляционного материала на металлической поверхности, подверженной воздействию атмосферы.Кроме того, могут быть некоторые другие факторы (например, конденсация и последующее замерзание влаги на открытой поверхности), которые могут потребовать использования изоляционного материала в зависимости от условий эксплуатации рассматриваемой системы. Однако при выборе подходящего уровня Изоляции, который окажется наиболее эффективным с общей точки зрения, учитываются соображения стоимости.

2. Назначение:

Цели обеспечения теплоизоляции можно суммировать следующим образом:

  1. Для предотвращения потери тепла от горячей поверхности.
  2. Для предотвращения усиления тепла от холодной поверхности.
  3. Для предотвращения образования конденсата (и последующего образования льда) на холодной поверхности.
  4. Обеспечить защиту персонала от случайного контакта человеческого тела с горячей металлической поверхностью.

3. Принцип теплопередачи:

Потеря тепла в случае горячей изолированной круглой трубы происходит из-за теплового потока, проходящего через следующие 4 шага (см. Эскиз (Рисунок-1) ниже

).

Рис. 1 Теплоизоляция

Рисунок-1

1.Тепловой поток Q1 от жидкости к внутренней поверхности металлической стенки посредством конвекции

2. Тепловой поток Q2 через металлическую стенку посредством проводимости.

3. Тепловой поток Q3 через слой изоляции посредством проводимости

4. Тепловой поток Q4 от наружной поверхности металлической стенки в атмосферу, преимущественно путем конвекции.

В установившемся режиме скорость теплопередачи через вышеуказанные 4 шага будет одинаковой.

, т.е. Q1 = Q2 = Q3 = Q4

В случае прироста тепла, у трубы с холодной изоляцией направление теплового потока будет противоположным направлению у трубы с горячей изоляцией.

Скорость теплопередачи по проводимости = K A * Δt = Δt / RCond

где K = теплопроводность

A = Площадь поверхности

Δt = температурный градиент на единицу длины

RCond (тепловое сопротивление из-за проводимости) = 1 / KA

Скорость теплопередачи при конвекции = h A * Δt = Δt / RConv

где h = коэффициент теплоотдачи конвекции

RConv (тепловое сопротивление за счет конвекции) = 1 / га

ΔT = Дифференциальная температура

Применение приведенных выше базовых уравнений к поперечному сечению изолированной трубы и игнорирование теплового удельного сопротивления RConv и RCond для передачи тепла на этапах 1 и 2 (i.е. при условии, что Шаг 1 и Шаг 2 практически не оказывают сопротивления тепловому потоку)

Тепловые потери в изоляции

Q3 = K * 2πL * Δt1 / Ln (D2 / D1) _______________________ (уравнение)

Где:

D2 = наружный диаметр изоляции

D1 = внутренний диаметр изоляции

L = длина изолированной трубы

Δt1 = Разница температур между внутренней и внешней поверхностью изоляции.

Потери тепла от внешней поверхности изоляции к атмосфере

Q4 = h * πD2 L * Δt2 _______________________ (уравнение2)

Где:

Δt2 = Разница температур t между внешней поверхностью изоляции и атмосферой.

В устойчивом состоянии

Q3 = Q4

K * 2πL * Δt1 / Ln (D2 / D1) = h * DD2 L * Δt2

Коэффициент теплопередачи

для изоляционного материала K обычно составляет 0,02 — 0,04 Вт / м. O C

Коэффициент теплопередачи для конвекции (естественная конвекция) обычно составляет 15 — 20 Вт / м 2 . O C

4.Определение толщины изоляции:

Выбор толщины изоляции производится на основе 1 из следующих случаев для данной жидкости и температуры окружающей среды, температуры мокрой колбы (учитывается только для холодной изоляции) и скорости ветра (учитывается в коэффициенте теплоотдачи конвекции для теплового потока из изоляции). верхняя поверхность в атмосферу).

Случай 1:
Поддерживать температуру наружной поверхности Изоляции до заданного значения от угла процесса i.е. для контроля прироста тепла) в случае труб с холодной изоляцией.

Случай 2:
Поддерживать температуру наружной поверхности изоляции выше температуры мокрой колбы, чтобы избежать конденсации и последующего замерзания атмосферной влаги в случае труб с холодной изоляцией.

Корпус 3:
Для поддержания температуры наружной поверхности изоляции со стороны персонала. С точки зрения защиты в случае труб с горячей изоляцией. Максимальная температура 52 ° С считается приемлемой.

Случай 4:
Поддерживать потерю тепловой энергии до заданного значения с точки зрения ограничения эксплуатационных расходов установки в случае труб с горячей изоляцией. Значение 100 ккал / ч м2, как правило, считается удовлетворительным с точки зрения рационализации ежегодных капитальных вложений по сравнению с годовыми эксплуатационными расходами завода.

Расчет толщины изоляции для корпусов с 1 по 3 выполняется в следующие шаги

Шаг 1: Примите произвольную толщину изоляции.

Шаг 2: Определите Q4 на основе предварительно определенного значения Δt2 (т.е. разности между заданной температурой наружной поверхности изоляции и окружающей среды) и предполагаемого значения толщины изоляции на шаге 1 согласно уравнению (EQ .2)

Шаг 3: Уравнить Q3 = Q4

Шаг 4: Для полученного выше значения Q3 рассчитайте значение толщины изоляции в соответствии с уравнением (уравнение 1)

Шаг 5: На основе рассчитанного значения пересчета толщины изоляции Q4

Шаг 6: Повторяйте шаги с 3 по 5, пока значения Q3 и Q4 не станут практически одинаковыми.

Шаг 7: Выберите толщину изоляции, рассчитанную на шаге 4, в соответствии с устойчивым состоянием, достигнутым на шаге 5.

Расчет толщины изоляции для случая 1 выполняется по тому же принципу, что и для случая

с 1 по 3 с небольшим изменением в подходе, которое выглядит следующим образом

Шаг 1: такой же, как указано выше

Шаг 2 и Шаг 3: Не требуется, так как потеря тепла (т.е. Q3 = Q4) уже указана.

Шаг 4: Для заданного значения Q3 = Q4 вычислите значение Ät1 (то есть разность температур между внутренней и внешней поверхностью изоляции) на основе предполагаемого значения толщины изоляции на шаге 1.

Шаг 5: Рассчитать температуру наружной поверхности Изоляции на основе температуры внутренней поверхности как температуры жидкости и Ät1, рассчитанной в Шаге 4 выше.

Шаг 6: Рассчитать Δt2 (то есть разницу между расчетной температурой наружной поверхности изоляции на шаге 5 выше и для данной температуры окружающей среды).

Шаг 7: Рассчитать толщину изоляции на основе рассчитанного выше Δt2 и указанного значения Q4.

Шаг 8: Повторите шаги 4 для рассчитанного значения толщины изоляции на шаге 7 выше и указанного значения Q3 = Q4, чтобы получить новое значение Δt1

Шаг 9: Повторите шаги с 5 по 7, чтобы получить новое значение толщины изоляции

Шаг 10: Повторять шаги 8 и 9, пока не будет достигнуто устойчивое состояние (т.е.е. рассчитано

Толщина изоляции на шаге 7 становится постоянной)

,

Механическая изоляция — изоляция труб

Трубопровод играет центральную роль во многих промышленных процессах в химических или нефтехимических установках, таких как электростанции, поскольку он соединяет основные компоненты, такие как приборы, колонны, сосуды, котлы, турбины и т. Д., Друг с другом и облегчает поток материалов и энергии.

Чтобы гарантировать правильный цикл процесса, состояние среды в трубах должно оставаться в установленных пределах (например, температура, вязкость, давление и т. Д.).).

В дополнение к правильной изометрической конструкции и креплению трубопровода, изоляция трубопровода также выполняет важную функцию. Он должен гарантировать, что потери тепла будут эффективно снижены и что установка будет продолжать работать экономично и функционально на постоянной основе. Это единственный способ гарантировать максимальную эффективность технологического цикла в течение всего проектного срока службы без потерь в результате неисправностей.

Требования к промышленным трубопроводам

Основные факторы эффективности и производительности трубопроводов для перерабатывающей промышленности включают: энергоэффективность, надежность и надежность в различных условиях, функциональность управления процессом, соответствующую опорную конструкцию, подходящую для рабочей среды, а также механическую долговечность.Теплоизоляция труб играет важную роль в выполнении этих требований.

Теплоизоляция

Функции надлежащей теплоизоляции труб включают в себя:

  • Снижение потерь тепла (экономия средств)
  • Сокращение выбросов CO 2
  • Защита от замерзания
  • Управление процессом: обеспечение стабильности температуры процесса
  • Шумоподавление
  • Предотвращение конденсации
  • Защита персонала от высоких температур

Применимые стандарты — несколько примеров:

  • NACE SP0198 (Контроль коррозии под теплоизоляционными и огнезащитными материалами — системный подход)
  • MICA (Национальные коммерческие и промышленные стандарты изоляции)
  • DIN 4140 (Изоляционные работы на промышленных предприятиях и оборудовании для технических объектов)
  • AGI Q101 (Изоляционные работы на компонентах электростанции)
  • CINI-Руководство «Изоляция для промышленности»
  • BS 5970 (Свод практических правил по теплоизоляции трубопроводов, воздуховодов, сопутствующего оборудования и других промышленных установок)

Минимальная толщина изоляции труб

Диапазон рабочих температур жидкости и их использование (° F) Изоляция Проводимость
Проводимость
БТЕ · дюйм/ (ч · фут 2 · ° F) b
Среднее
Рейтинг
Температура, ° F
> 350 0,32 — 0,34 250
251 — 350 0,29 — 0,32 200
201 — 250 0,27 — 0,30 150
141 — 200 0,25 — 0,29 125
105 — 140 0,21 — 0,28 100
40 — 60 021 — 0,27 75
<40 0,20 — 0,26 75
Номинальный размер трубы или трубы (в дюймах)
<1 от 1 до <1-1 / 2 1-1 / 2 до <4 4 до <8 ≥ 8
4,5 5,0 5,0 5,0 5,0
3,0 4,0 4.5 4,5 4,5
2,5 2,5 2,5 3,0 3,0
1,5 1,5 2,0 ​​ 2,0 ​​ 2,0 ​​
1,0 1,0 1,5 1,5 1,5
0,5 0,5 1,0 1,0 1,0
0,5 1.0 1,0 1,0 1,5

a Для труб размером менее 1-1 / 2 дюйма (38 мм) и расположенных в перегородках в условных пространствах, допускается уменьшение этой толщины на 1 дюйм (25 мм) (до регулировки толщины, требуемой в сноске b) ) но не до толщины менее 1 дюйма (25 мм).

b Для изоляции за пределами указанного диапазона проводимости минимальная толщина (T) должна быть определена следующим образом:

T = r {(1 + t / r) K / k -1}

Где:

T = минимальная толщина изоляции
r = фактический внешний радиус трубы
T = толщина изоляции, указанная в таблице для соответствующей температуры жидкости и размера трубы
K = проводимость альтернативного материала при средней номинальной температуре, указанной для применимой температуры жидкости (Btu x in / hx ft2 x ° F) и
k = верхнее значение диапазона электропроводности, указанное в таблице для соответствующей температуры жидкости

c Для трубопроводов с прямыми трубами отопления и горячей воды допускается уменьшение этих толщин на 1-1 / 2 дюйма (38 мм) (до регулировки толщины, требуемой в сноске b, но не до толщин менее 1). дюйм (25 мм).

1. Труба 2. Изоляция 3. Зажим или обвязочная проволока 4. Листовая облицовка
5. Винт или заклепка из листового металла

Облицовка

Следует применять подходящую облицовку для защиты изоляции от погодных воздействий, механических нагрузок и (потенциально агрессивных) загрязнений. Выбор подходящей облицовки зависит от различных факторов, таких как рабочие нагрузки, ветровые нагрузки, температуры и условия окружающей среды.

При выборе подходящей облицовки учитывайте следующие моменты:

  • Как правило, оцинкованная сталь в большей степени, чем алюминий, используется внутри помещений из-за ее механической прочности, огнестойкости и низкой температуры поверхности (по сравнению с алюминиевой облицовкой).
  • В агрессивных средах, таких как на открытом воздухе на палубе, где соленая вода приводит к коррозии, в качестве облицовки используется алюминированная сталь, нержавеющая сталь или армированный стекловолокном полиэстер. Нержавеющая сталь рекомендуется для использования в средах с риском пожара.
  • Температура поверхности облицовки зависит от типа материала. Следующее применимо как общее правило: чем ярче поверхность, тем выше температура поверхности.
  • Чтобы исключить риск гальванической коррозии, используйте только те металлы, которые не подвержены коррозии из-за их электрохимического потенциала.
  • Для звукоизоляции на изоляционном материале или внутри оболочки устанавливается шумопоглощающий материал (свинцовый слой, полиэтиленовая фольга). Чтобы снизить риск возникновения пожара, ограничьте температуру поверхности оболочки до максимальной рабочей температуры шумопоглощающего материала.

Ссылка (и):
https://www.wbdg.org и http://www.roxul.com

Подробнее о механической изоляции

Часть 1:
Типы и материалы

Часть 2:
Требования к площади изоляции

Часть 3:
Изоляция труб

,