Prenos tepla oceľovej rúry: výpočet koeficientu, ako zvýšiť tepelnú vodivosť

Pokúsme sa zhrnúť prípady, keď môže byť potrebné vypočítať prenos tepla potrubia a zistiť metódy výpočtu tohto parametra.

Prečo je to potrebné?

Bezchybná estetika, smrtiaca účinnosť

Vo všeobecnosti je na výpočet koeficientu prestupu tepla rúry potrebné v dvoch kategóriách prípadov:

Pri výpočte vykurovacích zariadení;
Odhadnúť množstvo tepelných strát v potrubiach prepravujúcich chladivo.

Vykurovacie zariadenia

Aké typy vykurovacích telies sa používajú ako prvky tepelných rúrok?

Zo širokého rozsahu stojí za zmienku:

Vyhrievaná podlaha;
koľajnice na uteráky a rôzne cievky;
Registre.

Teplá podlaha

Ako vykurovacie teleso pre podlahu ohrievanú vodou (je tu aj vykurovaná podlaha s elektrickým ohrevom) je to takmer vždy potrubie, ktoré pôsobí; použitie oceľových rúrok na vykurovanie sa však v poslednej dobe stalo zriedkavým.

Dôvody sú zrejmé: oceľová rúra je náchylná na koróziu a časom sa znižuje lúmen; montážne rúry bez závitových spojov vyžadujú zváranie; montáž oceľovej rúry na potrubné závity je vždy potenciálnym únikom. A čo je to únik na podlahe, pod poterom? Mokrý strop v dolnom poschodí alebo v suteréne a postupné zničenie stropu.

Z tohto dôvodu sa nedávno rozhodli používať ako vykurovacie teleso na podlahové vykurovanie kovové rúrky z plastov.povinná inštalácia armatúr mimo poteru), teraz je v potere stále viac zosilnený polypropylén.

Má nízky koeficient tepelnej rozťažnosti a ak je správne nainštalovaný, nevyžaduje opravu a údržbu po mnoho desaťročí. Používajú sa aj iné plasty.

Teraz to robia takto

Tip: Uistite sa, že na tepelnej deformácii potrubia zostali malé medzery. Zosilnený polypropylén sa natiahne, keď sa zahrieva menej nevystužený, ale stále sa natiahne.

Kolieska na uteráky

Oceľové vešiaky na uteráky sú v sovietskych domoch pomerne bežné. Nedávno boli súčasťou modelového projektu akéhokoľvek domu vo výstavbe a až do 80. rokov boli vždy namontované na závitových spojoch.

Obežné vložky v uzloch výťahu, ktoré poskytujú stále horúce vykurovacie veže, sa tiež objavili relatívne nedávno.

Ak áno - režim prevádzky vyhrievanej veže na uteráky sa opakoval chladenie a kúrenie. Rozšírenia - kompresia. Ako reagovali závitové spoje? To je pravda. Začal prúdiť.

Neskôr, keď sa vyhrievané vešiaky na uteráky stali súčasťou vykurovacích rúrok a nepretržite sa ohrievali, problém úniku vybledol do pozadia. Samotná veľkosť sušičky (a teda efektívna plocha prenosu tepla) sa prudko znížila. Dôvod - zmena priemernej dennej teploty.

Ak sa skôr cievka v kúpeľni bol vykurovaný len vtedy, keď vlastníci kúpeľne používali teplú vodu, teraz sa neustále zahrieval.

Extremály a teraz inštalovať oceľové sušičky v kúpeľniach

Registre

V mnohých priemyselných priestoroch, v skladoch a dokonca aj v niektorých obchodoch s dlhým časovým odstupom je pozornosť upriamená na niekoľko radov hrubých rúr pod oknom, z ktorých je zrejmé teplo. Pred nami je jeden z najlacnejších ohrievačov éry rozvinutého socializmu - register.

Skladá sa z niekoľkých hrubých rúr so zváranými koncami a mostov z tenkých rúr. V najjednoduchšej verzii, to môže byť všeobecne jedna hrubá rúra, ktorá beží po obvode miestnosti.

Je smiešne porovnať prenos tepla z oceľového registra s modernou hliníkovou batériou, ktorá zaberá porovnateľný objem v miestnosti. Rozdiely v prestupe tepla občas.

Vďaka vyššej tepelnej vodivosti hliníka, ako aj vďaka veľkému povrchu výmeny tepla so vzduchom v modernom riešení. V prípade registra, chápete, estetika nie je vôbec potrebná.

Register bol však lacným a cenovo dostupným riešením. Okrem toho len zriedka vyžadovala opravu alebo údržbu: potrubie, ktoré bolo zablokované aj o polovicu, pokračovalo v zohrievaní a zvar, zvarený elektrickým zváraním, začal prúdiť približne po päťsto štrajku s kladivom.

V skutočnosti, prečo sa tu zlomiť?

Spôsoby zvýšenia prestupu tepla

\ t

Z hľadiska návratu do priestoru maximálneho množstva tepla je menej účinné ako potrubie, s výnimkou lopty. Má ešte horší pomer povrchu k objemu.

Čo robili predkovia s týmito monstróznymivykurovacie zariadenia boli vyhrievané?

Ako zvýšiť prenos tepla potrubia?

Zvýšené infračervené žiarenie ohrievača . Jednoduchá farba registra s matnou čiernou farbou priniesla výrazné otepľovanie v miestnosti. Mimochodom, súčasné chrómovanie moderných cievok do kúpeľne vyzerá veľkolepé, ale z hľadiska prenosu tepla zariadenia - idiocy najčistejšej vody.

Tepelný výkon oceľových rúr je redukovaný chrómovaním. Hoci to vyzerá krásne

Prenos tepla oceľových rúr sa môže zvýšiť v dôsledku rebier zváraných alebo inak namontovaných mimo potrubia . Poslednou fázou implementácie tejto metódy je konvektor, cievka rúry s priečnymi doskami. Samozrejme, v tomto prípade nie sú použiteľné všetky spôsoby výpočtu prenosu tepla potrubia - rúra dáva v tomto zariadení menšiu časť tepla.

Vzhľadom na to, ako zvýšiť prenos tepla rúrok, dizajnéri prišli k myšlienke konvektora. Bohužiaľ. Niektoré predmety sovietskej éry nespôsobujú nostalgiu

Tepelné straty cez potrubia

V mestskom byte je všetko jednoduché: stúpačky a prívodné potrubie k vykurovacím zariadeniam a zariadenia samotné sú vo vykurovanej miestnosti. Aký má zmysel obávať sa, koľko tepla odvádza stúpačku, ak má rovnaký účel - vykurovanie?

Situácia je však už vo vchodoch do bytových domov, v suterénoch az hľadiska skladovacích priestorov radikálne odlišná. Je potrebné ohriať jednu miestnosť a cez ňu priviesť chladiacu kvapalinuviac. Preto sa pokúša minimalizovať prenos tepla rúr, ktorými horúca voda vstupuje do batérie.

Tepelná izolácia

Najzrejmejším spôsobom, ako možno znížiť prestup tepla z oceľovej rúrky, je tepelná izolácia tohto potrubia. Pred dvadsiatimi rokmi to boli dva spôsoby: odporúčané regulačnou dokumentáciou (izolácia sklenou vatou a nehorľavou tkaninou s navíjaním; ešte predtým bola vonkajšia izolácia spravidla tuhá pomocou omietky alebo cementovej malty) a realistická: rúry boli jednoducho navinuté hadrami.

Teraz existuje množstvo celkom primeraných spôsobov na obmedzenie tepelných strát: tu sú obklady peny na rúrkach a delené plášte z penového polyetylénu a minerálnej vlny.

Pri výstavbe nových domov sa tieto materiály aktívne využívajú; Avšak, v bývanie a komunálny systém, obmedzenosť, zdvorilo povedané, rozpočtu vedie k tomu, že potrubia v pivniciach sú ešte len zabalené s ... um, roztrhané handry.

Vitajte v 21. storočí

Čísla a vzorce

\ t

Obidve tieto kategórie - výpočet vykurovacích zariadení a výpočet tepelných strát pozdĺž cesty k nim - sa týkajú jednej veci: potrebujeme vedieť, koľko tepla oceľová rúra dáva pri danej teplote vody a vonkajšom vzduchu. Ďalšou podmienkou je prítomnosť alebo neprítomnosť tepelnej izolácie.

Celý výpočet prenosu tepla oceľových rúr vyzerá takto : Q = K * F * dT, kde:

Q - tepelný výkon potrubia v kilokalóriách;

K - koeficient tepelnej vodivosti ocelerúry, v závislosti od materiálu, na priemere rúry, teplotnom rozdiele medzi chladivom a vzduchom a na počte závitov ohrievača;

F je povrchová plocha rúry alebo rúrok;

dT je teplotná hlava, ktorá sa rovná polovici súčtu teplôt na vstupe potrubia a na výstupe mínus teplota miestnosti.

Koeficient sa mení od 8 do 12,5 v závislosti od:

Priemer potrubia;
Počet závitov potrubia v registri (v prípade ohrievača);
Teplotná hlava.

V prípade tepelne izolovanej rúrky sa výsledok vynásobí účinnosťou tepelnej izolácie, tj počtom percent tepla, ktoré prechádza do okolitého priestoru.

Preto vezmite register do troch línií z dĺžky vedenia rúrok jedného metra. Teplota v miestnosti sa rovná 20; pri prechode cez register teplota chladiacej kvapaliny klesne z 81 na 79 C.

Pamätajte, ako sa vypočíta povrch valca? S = 2 πrh, obvod výšky. Plocha prepojok a koncov v tomto prípade môže byť bezpečne zanedbaná.

Celková plocha každého registračného potrubia sa rovná 2 * 3,1415 * 0,05 * 1 = 0,31415 m2. Existujú tri takéto rúry; ich celková plocha bude o niečo menšia ako meter štvorcový.

Ďalej: dT v našom prípade je (79 + 81) /2-20 = 60. Koeficient K pre trojrúrkový register s priemerom rúry 100 mm a teplotou 60 ° C sa rovná 9,0. Takže: Q = 9 * 1 * 60.

Náš register zanechá v miestnosti len 540 kilokalórií tepla.