Тепловые потери трубопроводов

Качество изоляции трубопроводов особенно в небольших населенных пунктах не соответствует нормам. Достаточно часто встречаются протяженные участки плохо изолированных либо совсем неизолированных трубопроводов. Удельные (с единицы погонного метра) теплопотери от неизолированных труб, обусловленные конвекцией и излучением составят q_l, Вт/м:

, (195)

где a_л и a_к – коэффициенты теплоотдачи за счет излучения и конвекции; t_т и t_в – температуры теплоносителя и наружного воздуха; d – наружный диаметр трубы. Коэффициент теплоотдачи за счет излучения принимается в соответствии со СНИП равным 5 Вт/(м²×К). Точно рассчитать коэффициент теплоотдачи конвекцией достаточно сложно, поскольку его величина существенно зависит от погодных условий. При отсутствии ветра коэффициент теплоотдачи может быть рассчитан по формулам для естественной конвекции [18] a_к, Вт/(м²×К):

, (196)

где Gr=gβ·(t_т-t_в)d³/v² – число Грасгофа; коэффициент объемного расширения для идеальных газов рассчитывается как β=1/T_в(при температуре воздуха); g – ускорение свободного падения, Pr=v/a – число Прандтля, коэффициент кинематической вязкости и коэффициент теплопроводности рассчитывают при температуре средней между температурой поверхности и воздуха.

При наличии заметного ветра следует пользоваться выражениями для вынужденной конвекции [18]

(197)

На рис. 78 приведены данные расчета удельных тепловых потерь (при естественной конвекции) неизолированных стальных труб при температурах теплоносителя 130 и 90 °С и средней температуре воздуха за отопительный период (-6,8 °С). При диаметре трубы в 300 мм и температуре теплоносителя 130 ºС с 1 км трубопровода теряется 1,5 МВт тепловой мощности.

Рис. 78. Удельные тепловые потери от неизолированного трубопровода:

1 – температура теплоносителя 130 ºС; 2 - температура теплоносителя 95 ºС