По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 697.34:697.317.4

Моделирование тепловых потерь в системе теплоснабжения

Мельников В.М. канд. техн. наук, доцент кафедры теплогазоснабжения, вентиляции и гидравлики, Владимирский государственный университет, 600000, г. Владимир, ул. Горького, д. 87, корп. 2, e-mail: vmmross@mail.ru
Стариков А.Н. канд. техн. наук, доцент кафедры теплогазоснабжения, вентиляции и гидравлики, Владимирский государственный университет, 600000, г. Владимир, ул. Горького, д. 87, корп. 2, e-mail: alstars@mail.ru
Карев Д.С. генеральный директор, ООО «Вайтен», 600000, г. Владимир, ул. Воровского, д. 8а, e-mail: dmitrijkarev@gmail.com

Построена математическая модель нестационарной теплопередачи через теплоизолированную поверхность трубопровода. Произведен тепловой расчет по нормативным документам опытного образца фольма-холста с температурой теплоносителя 150 °С и ограничением температуры поверхности не более 60 °С. Проведен эксперимент, моделирующий процесс теплопередачи и произведены замеры температуры и теплового потока. В программе SolidWorks 2012 рассчитана математическая модель и проведен численный эксперимент по заданным начальным и граничным условиям. Расхождение реального и численного эксперимента составило 8,6 %.

Литература:

1. Карев Д.С., Мельников В.М. Математическое моделирование тепловых сетей закрытых систем централизованного теплоснабжения // Вестник МГСУ. – 2011. – № 7. – С. 444–451.

2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – М.: МЭИ, 2001. – 472 с.

3. Копко В.М. Теплоизоляция трубопроводов теплосетей: Учеб.-метод. пособие. – Минск: Технопринт, 2002. – 160 с.

4. ТУ 5763-055-00204961-00. Материалы теплоизоляционные на основе стекловолокна с фольгированным или пленочным покрытием. Технические условия, ОКП 57 6300.

5. СП41-103-2000. Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов. – М.: Стройиздат, 2001.

6. СП 61.13330.2012. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003. – М.: Стройиздат, 2012.

Повышение эффективности транспорта тепловой энергии зависит от решения актуальной задачи теплоэнергетики: совершенствование конструкций теплоизоляции для повышения ее эффективности, технологичности, расширения области применения и одновременного снижения затрат на изготовление и эксплуатацию.

Разработка новых конструкций и усовершенствование существующих является задачей оптимизации, в которой начальными условиями можно считать физические законы стационарной теплопередачи. Граничными условиями являются требования нормативных документов и условия безопасной и надежной эксплуатации теплопроводов в целом и конструкции теплоизоляции, в частности, как составной части системы теплоснабжения.

Величина потерь тепловой энергии при передаче по участку тепловой сети теплопередачей зависит от типа прокладки, материала и степени увлажнения изоляционных конструкций, температуры теплоносителя, температуры наружной поверхности изоляционной конструкции, теплопроводности и температуры грунта при подземной прокладке. На тепловые потери оказывает влияние совместная прокладка подающего и обратного трубопроводов тепловой сети.

Плотность теплового потока в аспекте нестационарной теплопередачи через поверхность одиночного трубопровода определяется по формуле:

где: λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙°С);

r – радиус-вектор, м;

t – температура, °С.

В общем случае распределение температур в неограниченном изолированном трубопроводе при нестационарной теплопередаче описывается системой дифференциальных уравнений, каждое из которых описывает распределение температуры в конкретном слое [1]:

• по толщине стенки трубы (2) :

• по толщине теплоизоляционного слоя :

• по толщине гидроизоляционного покрытия :

где: α – время, с;

a – коэффициент температуропроводности, м2/с;

R1 – внутренний радиус трубопровода, м;

R2 – наружный радиус трубопровода, м;

R3 – наружный радиус теплоизоляционного слоя, м;

Для Цитирования:
Мельников В.М., Стариков А.Н., Карев Д.С., Моделирование тепловых потерь в системе теплоснабжения. Главный энергетик. 2016;4.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: