Розрахунок товщини теплоізоляції

Для зниження інтенсивності випромінювань від зовнішніх поверхонь нагрітих тіл застосовуються матеріали з низькою теплопровідністю.

При виборі матеріалу ізоляції необхідно враховувати його механічні властивості та здатність витримувати високу температуру, а також дефіцитність і собівартість. Якщо температура об'єкта тепловиділення дуже висока, то звичайно використовується багатошарова ізоляція: спочатку ставиться матеріал, який витримує високу температуру (наприклад азбест), а потім - матеріал з іншою теплоізоляційною характеристикою.

Розрахунок теплоізоляції виконується у такій послідовності:

а) задаються допустимою температурою на поверхні ізоляції та у приміщенні, що дозволяє встановити допустимі теплові витрати об'єкта при наявності ізоляції;

б) визначають кількість теплоти q, що віддається одиничною поверхнею нагрітого тіла в одиницю часу у навколишнє середовище, Вт/м²-:

q = α-(T_iз-Т_п), (12.7)

де Т_із - температура на поверхні ізоляції, К; Т_п - температура повітря у приміщенні, К; α - сумарний коефіцієнт тепловіддачі від нагрітого тіла до повітря, Вт/(м²К):

α = α_пр+ α_к, (12.8)

б. 1) розраховують коефіцієнт тепловіддачі променевипромінюванням α_пр від нагрітого тіла до поверхні ізоляції, Вт/(м²-К):

, (12.9)

де ε - ступінь чорноти тіла (табл. 12.1); С_о =5,67 Вт/(м²·К⁴) - коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла; Т - температура всередині апарата, К;

б. 2) розраховують коефіцієнт вільної конвективної тепловіддачі α_к від поверхні теплоізоляції до повітря, Вт/(м²·К):

, (12.10)

де Nu – критерій Нуссельта із залежності (12.11); λ – коефіцієнт теплопровідності повітря (табл. 12.2); L – характерний розмір тіла (табл.. 12.3).

Таблиця 12.2

Теплофізичні характеристики сухого повітря

При тиску 735 мм рт. ст.

Температура Тп, К	Коефіцієнт теплопровідності λ·10^2, Вт/(м·К)	Коефіцієнт кінематичної в’язкості, υ·10^6, м^2/с	Критерій Прандтля Pr
	2.453	14.70	0.722
	2.523	15.70	0.722
	2.581	16.61	0.722
	2.651	17.60	0.722
	2.721	18.60	0.722

Таблиця 12.3

Форма тіла	Характерний розмір L, м
Циліндр	Діаметр
Горизонтальний паралелепіпед	Ширина
Вертикальний паралелепіпед	Висота

Nu = c(Gr·Pr)ⁿ, (12.11)

де с та п - емпіричні коефіцієнти (табл.12.3); Gr - критерій Грасгофта із залежності (12.12); Рr - критерій Прандтля (табл.12.2).

, (12.12)

де β - значення коефіцієнта об'ємного розширення повітря, К^-1, із залежності (12.13); g = 9,81 м/с² - прискорення вільного падіння; п - коефіцієнт кінематичної в’язкості повітря (табл. 12.4);

; (12.13)

в) визначають коефіцієнт теплопередачі К від нагрітого тіла до повітря, Вт/(м²·К):

, (12.14)

г) обчислюють товщину шару теплоізоляції δ_із, м:

, (12.15)

де λ_із, λ_ст - коефіцієнти теплопровідності, відповідно, ізоляційного матеріалу та стінки, що ізолюється (табл. 12.5); δ_ст - товщина стінки, що ізолюється, м.

Таблиця 12.4

Значенняемпіричних коефіцієнтів с, п

в залежності від добутку Gr·Pr

Gr·Pr	с	п
1·10^-3	0,5
1·10^-3...5·10^2	1,18	1/8
5·10^2...2·10^7	0,54	І/4
2·10^7...1·10^18	0,135	1/3

Таблиця 12.5

Коефіцієнт теплопровідності матеріалів

Матеріал.	Температура, К	Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м·К)
Азбест:
листовий		0,12
волокно		0,11
Повстина вовняна		0,05
Глина вогнетривка		1,04
Дерево (сосна)		0,11
Картон гофрований		0,06
Цегла:		0,14
ізоляційна
будівельна		0,23...0,3
Шкіра		0,16
Гума		0,16
Скловата		0,04
Алюміній		204,0
Бронза		64,0
Латунь		85,5
Сталь		45,4
Чавун		63,0

Глава 13. Захист від іонізуючого

Та радіаційного випромінювання

На підприємствах харчової промисловості і в науково-дослідних лабораторіях все більше застосування отримують різні джерела іонізуючих випромінювань. Це пояснюється тим, що іонізуючі випромінювання успішно використовуються в деяких технологічних процесах; контрольно-вимірювальній апаратурі. Радіоактивні ізотопи застосовуються в лабораторних дослідженнях.

Природа іонізуючих випромінювань вимагає спеціальних заходів захисту, щоб гарантувати безпеку не тільки для працюючих з ними, а й для оточуючих.

Разом з тим встановлено, що роботи з радіоактивними речовинами при правильній їх організації і дотриманні необхідних запобіжних заходів захисту безпечні.