ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ

В теплоэнергетических установках часто можно встретить задачу, связанную с необходимостью уменьшения теплоотвода, обычно теплопотерь в окружающую среду. В большинстве случаев это достигается путем нанесения на соответствующую стенку оборудования слоя тепловой изоляции.

Тепловой изоляцией называется всякое вспомогательное покрытие, которое способствует снижению потери теплоты в окружающую среду. Для тепловой изоляции могут применяться любые материалы с низкой теплопроводностью. Однако собственно изоляционными обычно называют такие материалы, коэффициент теплопроводности которых при температуре 50—100 °С меньше 0,2 Вт/(мК).

Примерами изоляционных материалов являются асбест, слюда, пробка, шлаковая вата, зонолит, асбозурит, асбослюда, ньювель, совелити и др. значения коэффициентов теплопроводности различных различных теплоизоляцинных иатериалов приводятся в справочной литературе.

При теплоотдаче в условиях свободной конвекции и температуре окружающей среды толщину изоляции трубопроводов с точностью до 3—5% можно определить по формуле [67 из мих]

,

где - толщина изоляции, мм; d₂ – наружный диаметр трубопровода, мм; t_c – температура поверхности трубопровода; - коэффициент теплопроводности изоляции; - допускаемая линейная плотность теплового потока.

При изолировании трубопроводов имеется важная особенность. При увеличении толщины (диаметра) тепловой изоляции тепловые потери могут возрастать, даже по сравнению с неизолированным трубопроводом (Рис. 5.28). Это связано с тем, что при увеличении диаметра возрастает площадь наружной поверхности. Возрастание теплопотерь наблюдается до достижения критического диаметра, соответствующего максимуму теплопотерь. Дальнейшее увеличение диаметра изоляции уже приводит к постоянному снижению теплопотерь.

Критический диаметр тепловой изоляции может быть определен

где: - коэффициент теплопроводности изоляции;

α₂ – коэффициент теплоотдачи в окружающую среду.

Для того, чтобы обеспечить условие d_из > d_из^к необходимо использовать теплоизоляцию с коэффициентом теплопроводности

, (5-11)

где d₂ — наружный диаметр трубопровода.

В случае, если не удается подобрать изоляцию, обеспечивающую условие (5-11), то в отношении такого трубопровода следует рассматривать вопрос о нецелесообразности изолирования, поскольку при этом увеличиваются теплопотери и требуются дополнительные финансовые затраты на изоляцию.

При теплоизолировании поверхностей имеет место важный технико-экономический аспект. Для простоты рассмотрим вопрос в отношении изолирования плоской поверхности, исключающей описанные выше особенности, характерные для труб. Увеличение толщины изоляции приводит, с одной стороны, к снижению теплопотерь и соответствующих финансовых потерь С_т. С другой стороны, это происходит увеличение финансовых затрат на тепловую изоляцию С_из (Рис. 5.28). Суммарные затраты С_Σ = С_т + С_из имеют минимум, соответствующий оптимальной с экономической точки зрения толщине тепловой изоляции.

Рис. 5.28…..