Тепловая изоляция нагретых поверхностей

 

Рис. 2.7 К расчету толщины слоя теплоизоляции: 1 – слой теплоизоляции; 2 – металлический корпуса аппарата, 3 – внутренняя среда аппарата

 

Для расчета составляют тепловой баланс для наружной поверхности тепловой изоляции.

Тепло, подводимое к единице площади этой поверхности в единицу времени, рассчитывается по закону теплопроводности:

, Вт/м²

Тепло, отводимое от единицы площади этой поверхности в единицу времени, определяется по закону теплоотдачи:

, Вт/м²

Эти тепловые потоки равны между собой. Из данного равенства вытекает формула для расчета толщины слоя тепловой изоляции:

, м

 

Табл.2.5

Коэффициенты теплопроводности некоторых материалов, Вт/м*К

Алебастровые плиты 0,47	Войлок шерстяной 0,045
Алюминий 230	Гипс строительный 0,35
Асбест волокнистый 0,15	Грунт утрамбованный 1,05
Бумага 0,14	Древесина - доски 0,15
Вата минеральная легкая 0,045	Вата минеральная тяжелая 0,055

 

 

Тепловое экранирование

Рис. 2.8 Тепловые экраны: И – источник теплового излучения; Э – экран; Q – тепловое излучение от источника, Вт; Q ₁ – тепловое излучение, прошедшее через экран, Вт; Q _э – тепловое излучение, задержанное экраном, Вт

 

Работа экранов характеризуется следующими коэффициентами:

Коэффициент ослабления излучения

m = Q / Q ₁

Коэффициент эффективности экрана:

n = (Q – Q ₁) / Q

 

Вентиляция

Эффективным методом нормализации микроклимата является вентиляция. Вентиляция – это воздухообмен между производственным помещением и окружающей средой. Вентиляционные системы (рис. 2.9) классифицируются по способу перемещения воздуха (естественная и механическая), по способу воздухообмена (общеобменная и местная), по направлению движения воздуха (приточная, вытяжная, приточно-вытяжная).

Рис. 2.9. Виды вентиляционных систем

 

Естественная вентиляция

При естественной вентиляции разность давлений создаётся тепловым и ветровым напором.

 - плотность воздуха снаружи и внутри помещения,  - высота плоскости замера,

w – скорость движения воздуха, м/с.

 

Естественная вентиляция бывает неорганизованной (инфильтрация) и организованной (аэрация).

 

Механическая вентиляция

При механической вентиляции перепад давления создаётся механическими устройствами (вентиляторами).

 - скоростной напор:

 потери в местных сопротивлениях:

,

 - разность давлений в пространствах нагнетания-всасывания.

 

Общеобменная вентиляция

Системы общеобменной вентиляции заменяют воздух во всем объеме помещения.

Общеобменная вентиляция характеризуется кратностью:

,

– объём помещения

Кратность показывает, какое количество раз в единицу времени полностью меняется воздух в помещении.

Местная вентиляция

Системы местной вентиляции либо удаляют производственные вредности непосредственно от места выделения, либо создают комфортные условия в ограниченном объеме помещения.

 

    а)                       б)                       в)                       г)

Рис. 2.10 Устройства местной вытяжной вентиляции: а), б) вытяжной зонт; в) вытяжной шкаф; г) бортовые вытяжные устройства

 

Приточная вентиляция

Ф

К

Т

В

З

ПУ

Приточной системой вентиляции (рис. 2.11) называется система, подающая в помещение определенное количество воздуха, который может подогреваться в зимний период и охлаждаться в летний. При этом избыток давления компенсируется вытеснением воздуха в окружающую среду через неплотности в ограждениях.

 

Рис. 2.11 Схема приточной вентиляции: З – устройство забора воздуха, Ф – фильтр, Т – воздуховод, К – калорифер, В – вентилятор, ПУ – приточные устройства в помещении

 

Вытяжная вентиляция (рис. 2.12) позволяет удалять воздух из помещения, образующееся при этом разрежение создает условия для  притока наружного воздуха.

Ф

Т

В

У

ВУ

 

 

Рис. 2.12 Схема вытяжной вентиляции: У – устройство выброса воздуха, Ф – фильтр, Т – воздуховод, В – вентилятор, ВУ – вытяжные устройства в помещении

 

Приточно-вытяжная вентиляция(рис. 2.13) представляет собой объединение в одном помещении приточной и вытяжной схем.

 

Ф

К

Т

В

З

ПУ

Ф

Т

В

У

ВУ

Помещение

 

Рис. 2.13 Схема приточно-вытяжной вентиляции:З – устройство забора воздуха, Ф – фильтр, Т – воздуховод, К – калорифер, В – вентилятор, ПУ – приточные устройства в помещенииУ – устройство выброса воздуха, ВУ – вытяжные устройства в помещении

 

Является наиболее организованной. При такой схеме воздух и подается в помещение, и удаляется из него с помощью механических устройств, при этом количества подаваемого и удаляемого воздуха находятся в определенном соотношении, называемом воздушным балансом:

 

, м³/с

Баланс бывает уравновешенным (при Б=0), положительным (Б>0) и отрицательным (Б<0).

 

Приточно-вытяжная вентиляция применяется при необходимости поддержания в помещениях определённого воздушного баланса. Рассмотрим два смежных помещения (рис. 2.14). В одном из них происходит выделение некоторого количества (G, кг/с) токсичных веществ, во втором нет выделения производственных вредностей. Предположим, в «грязном» помещении воздушный баланс уравновешен. Естественно, чтобы предотвратить перетекание токсичных веществ в «чистое» помещение, необходимо создать в «чистом» помещении положительный баланс, при этом некоторое избыточное давление обеспечит направление движения воздуха в сторону «грязного» помещения, а не наоборот.

 

I

II

G,кг/с

Vвыт1

Vприт1

Vприт2

Vвыт2

Б1 = 0

Б2>0

 

 

 

 

Рис. 2.14 К определению воздушного баланса: I–помещение с выделением токсичных веществ, II – «чистое» помещение