Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Калькулятор расчета объема изоляции трубопроводов

Калькулятор расчета объема изоляции трубопроводов

Предлагаем Вам калькулятор для автоматизированного расчета объема изоляции для магистралей различного назначения – канализации, воздуховодов, отопления или газовых трубопроводов.

Перед тем как воспользоваться калькулятором для расчета объема изоляции трубопроводов, мы настоятельно рекомендуем предварительно ознакомиться с инструкцией.

  1. Онлайн калькулятор для вычисления требуемого объема теплоизоляции для трубопроводов
  2. Изоляционные материалы
  3. Монтаж изоляции

Виды изоляционных материалов

Для выполнения изоляции трубопроводов используются различные материалы. Они отличаются по типу нанесения, толщине слоя и по своим характеристикам. К выбору следует относиться внимательно. Битумные покрытия еще не так давно считались самыми востребованными. В некоторых случаях трубу может дополнительно защищать стеклохолст. Битумные материалы используются для теплоизоляции подземных линий. Они препятствуют возникновению коррозии. Рабочие условия следующие: при обычной наружной прокладке -40/+65°C, для подземного глубинного использования -5/+30°C.

Таблица изоляции медных и стальных труб.

В целях экономии можно применять полимерно-битумные композиции. Монтаж быстрый, качество изоляции трубопровода получается высоким. ППУ – надежный и прочный материал, который может быть использован во время бесканальной или канальной прокладки коммуникаций, для надземного трубопровода. Получается прокладка «труба в трубе». Процесс работ простой, с ним справится даже новичок. Пенополиуретан в жидком виде наносится на поверхность, после чего он застывает, образуя прочную и крепкую скорлупу.

Антикоррозионная, полиэтиленовая изоляция – это многослойное покрытие, которое наносится только в промышленных условиях. Такие трубы применяются для транспортировки нефтепродуктов, газовых смесей. Стекловата сегодня применяется тоже часто. Это простой и надежный материал, который наносится просто. Расчет площади проводится без особых трудностей, но необходимо учесть толщину слоя. Минеральная вата тоже отлично подходит для теплотрасс. Материал может использоваться для утепления труб с разным диаметром.

Укладка изоляции

Расчет изоляции зависит от того, какая укладка применяется. Она может быть наружной либо внутренней. Наружная изоляция рекомендована для защиты систем отопления. Она наносится по внешнему диаметру, обеспечивает защиту от потерь тепла, появления следов коррозии. Для определения объемов материала достаточно вычислить поверхностную площадь трубы.

Теплоизоляция сохраняет температуру в трубопроводе независимо от воздействия на нее условий окружающей среды.

Внутренняя укладка используется для водопровода. Она отлично защищает от химической коррозии, предотвращает потери тепла трассами с горячей водой. Обычно это обмазочный материал в виде лаков, специальных цементно-песчаных растворов. Выбор материала может осуществляться и в зависимости от того, какая прокладка будет применяться.

Канальная прокладка востребована чаще всего. Для этого предварительно устраиваются специальные каналы, в них и помещаются трассы. Реже используется бесканальный способ укладки, так как для проведения работ необходимо специальное оборудование и опыт. Метод применяется в том случае, когда выполнять работы по устройству траншей нет возможности.

Вернуться к оглавлению

Расчет изоляционных материалов трубопроводов

Расчеты изоляции для трубопроводов провести несложно, для удобства рекомендуется пользоваться специальными калькуляторами. Есть ряд действий, которые позволяют предварительно определить объемы материалов. Перед тем как начинать расчеты, следует сразу определиться, какой именно тип утеплителя будет использован. Изоляторы отличаются не только внешне, но и условиям укладки, свойствами.

Для изоляции трубопроводов могут применяться окрасочные вещества.

Качество материалов высокое, слой получается тонким, но прочным, полностью выполняющим все функции. Расчет делается таким образом:

  1. Используется формула вычисления площади цилиндра S=2πr(h+r), где r — радиус основания трубы, h — параметр длины трубы, π — константа, приближенное значение для данного случая используется 3,14.
  2. Полученное значение и есть площадь окраски. Далее следует согласно инструкции производителя определить расход материала.
Читать еще:  Средняя плотность песка и доступные способы измерения

Схема расчета теплоизоляции для трубы.

При использовании обычных изоляционных материалов расчеты проводятся намного проще. Необходимо определить объем для внутренней части трубы и внешней. Для этого применяется формула V=πr2h, где:

  • V — объем трубопровода;
  • r — значение радиуса (внешнего или внутреннего);
  • h — длина трубы;
  • π равно 3,14.

Отдельно вычисляется значение внутреннего и внешнего радиуса, полученная разница и будет равна объему всего материала изоляции трубопровода. Обертывание — это вариант внешней изоляции. В данном случае расчет выполняется аналогично по первой указанной формуле, но требуется учитывать толщину материала, так как она оказывает влияние на количество.

Вернуться к оглавлению

1 Методы расчета теплоизоляции для трубопроводов

Качественная теплоизоляция трубопроводов возможна только в том случае, когда утепление производится эффективным материалом, с максимально низкой теплопроводностью, правильно рассчитанным для условий конкретного случая.

Пренебрежение расчетом теплоизоляции с звукоизоляцией потолка своими руками, в итоге, выльется против самого же владельца трубопровода. Во-первых – неподходящий утеплитель (недостаточность толщины, высокая теплопроводность и тд), попросту не будет нормально выполнять требуемые задачи.

И наоборот, отсутствие расчета изоляции также чревато неоправданными финансовыми затратами, так как стоимость утеплителя напрямую зависит от его толщины, которая, в некоторых случаях, может быть попросту излишней.

Расчет изоляции необходим для определения объема и толщины, которой должен обладать утеплитель для трубопроводов.

При расчете толщины изоляции необходимо учитывать следующие факторы:

  • Температуру среды, циркулирующей в трубопроводе;
  • Допустимую величину механической нагрузки на конструкцию трубопровода;
  • Перепады температуры воздуха в окружающей трубопровод среде;
  • В случае, если трубопровод расположен в почве – нагрузку, которую он испытывает от грунта;
  • Теплоизоляционные характеристики утеплителя, который вы предпочитаете использовать;
  • Устойчивость теплоизоляции к деформации как у ветрозащитных мембран Изоспан.

Комплексная теплоизоляция труб из сшитого полиэтилена

Также необходимо учитывать требования Строительных Норм и Правил (СНиП), которые определяют особенности утеплителей, исходя из эксплуатационных условий и типа трубопровода.

Для любых трубопроводов с температурой рабочей среды до 12 градусов, с соответствиями с указаниями СНиП, необходимо использовать фольгированный теплоизоляционный материал.

Слой фольги, в таком случае, будет выступать в качестве пароизоляционного барьера, препятствующего образованию конденсата на поверхности трубопровода. А так не может даже теплоизоляция K-Flex для труб.

Ниже представлено два метода, каждый из которых в итоге даст правильный результат. Первый метод – использование онлайн-калькулятора, гораздо проще и быстрее.

Второй – классический расчет по инженерным формулам, более трудоемкий, однако дает возможность рассчитать те параметры теплоизоляции, которые не учитываются в онлайн-программах.

1.1 Расчет посредством онлайн-калькулятора

Ранее, когда качественных компьютерных программ в этой сфере не существовало, для профессионального расчета толщины изоляции для трубопроводов было необходимо пользоваться оплачиваемыми услугами инженеров, однако сейчас ситуация изменилась.

К услугам частных пользователей, в интернете представлено большое количество разнообразных инженерных калькуляторов, который позволяют выполнить быстрый и качественный расчет параметров требуемого утепления.

Данный калькуляторы представлены в свободном доступе, они не требуют какой-либо оплаты, поскольку нет необходимости устанавливать калькулятор на компьютер. Вы просто заходите на сайт с программой, и используете её в своих целях.

Технология расчет посредством таких программ достаточно простая. Качественный калькулятор многофункционален – он дает возможность выполнить расчет изоляции сразу по нескольким итоговым целям.

  • Теплоизоляция трубопровода для получения требуемой температуры на поверхности труб (изоляция горячих труб от детей, и тд), и здесь лучше всего ставить отражающие теплоизоляционные материалы;
  • Теплоизоляция трубопровода для защиты циркулирующей в нём среды от промерзания в холодное время года;
  • Теплоизоляция трубопровода для защиты труб от влаги, конденсирующейся на поверхности утеплителя;
  • Теплоизоляция для двухтрубной тепловой магистрали при подземной прокладке.
Читать еще:  Основные технические характеристики пенопласта

После выбора требуемой задачи, калькулятор предлагает вам ввести исходные данные, необходимые для осуществления расчета:

  • Диаметр наружной поверхности трубы;
  • Температура рабочей среды трубопровода;
  • Длительность времени, за которое происходит замерзание циркулирующей в трубах жидкости, при отсутствии принудительной прокачки;
  • Материал, из которого изготовлены трубы (металл, медь, либо пластик);
  • Температура на поверхности трубопровода;
  • Коэффициент теплопроводности используемого утеплителя (как правило, калькулятор сам устанавливает этот показатель, и предлагает вам выбрать утеплитель из представленных материалов).

По итогам расчет вы узнаете, какой толщины утеплитель нужно использовать в вашем случае. Не рекомендуется брать утеплитель «с запасом» (теплоизоляция Изорок), поскольку излишняя толщина материала никакой роли играть не будет, а удорожание стоимости теплоизоляции произойдет существенное.

Теплоизоляция трубопровода утеплителем Термит

1.2 Самостоятельный инженерный расчет по формулам

В случае, если онлайн-калькулятор вам по каким-либо причинам не доступен, либо вы желаете проверить полученный результат, можно воспользоваться старым проверенным способом – расчетом теплоизоляции посредством инженерных формул.

Расчет толщины теплоизоляции для трубопроводов своими руками осуществляется в несколько этапов.

  1. В первую очередь вычисляется температурное сопротивление теплоизоляции, которая будет использоваться для утепления труб. Выполняется оно по следующей формуле.

  • Dиз – диаметр используемой теплоизоляции;
  • Dн — диаметр трубопровода;
  • Из – коэффициент теплопроводности утеплителя;
  • В – коэффициент теплообмена между воздухом и теплоизоляционным материалом.
  1. Далее, высчитывается линейная плотность теплового потока.

  • tн – температура на поверхности трубопровода;
  • tиз – температура на поверхности теплоизоляции.
  1. На третьем этапе выполняется расчет температуры на внутренней стенки теплоизоляции.

  • dв – внутренний диаметр трубопровода;
  • г – коэффициент теплообмена между стенкой трубопровода и циркулирующей средой;
  • т – коэффициент теплопроводности материала, использующегося для изготовления труб.
  1. Последней подводящей формулой является расчет теплового баланса.

В данную формулу подставляются все величины, уже использованные раннее.

  1. Последняя формула – расчет толщины теплоизоляции для трубопровода.

На этих же формулах базируется алгоритм действия любого онлайн-калькулятора по расчету толщины утеплителей.

Методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода

Ниже представлена краткая методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода (трубы). Оптимальную толщину теплоизоляционного слоя находят путём технико-экономического расчёта. Практически толщину слоя изоляции определяют исходя из его термического спротивления (не менее 0,86 [ o С • м 2 /Вт] для труб с Dу o С м 2 /Вт] для труб с Dу > 25 мм).

Качество тепловой изоляции трубопровода оценивается её КПД. В современных конструкциях тепловой изоляции при использовании материалов с теплопроводностью до 0,1 [Вт/м • K] оптимальная толщина слоя изоляции обеспечивает тепловую эффективность этой изоляции, близкой к 0,8 (т.е. эффективность 80%).

Приведенная информация может быть полезна для проведения инженерных расчётов при проектировании различных машин и узлов, содержащих трубопроводы с тепловой изоляцией. В качестве примера ниже приведены результаты расчёта тепловой изоляции для выпускного коллектора [трубопровода] высокофорсированного дизеля.

Полное термическое сопротивление изоляционной конструкции для цилиндрической стенки трубопровода (трубы) определяется по формуле:

dиз — искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.

dн — наружный диаметр трубопровода.

λиз — коэффициент теплопроводности изоляционного материала.

αв — коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

Линейная плотность теплового потока

tн — температура наружной стенки трубопровода.

tиз — температура поверхности изоляции.

Читать еще:  Размер и технические данные блоков ФСБ

Температура внутренней стенки изоляции трубопровода

dв — внутренний диаметр трубопровода.

αг — коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.

λт — коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

Уравнение теплового баланса

из которого определяется искомый наружный диаметр изоляции трубопровода dиз, и далее толщина изоляции этого трубопровода (трубы) вычисляется по формуле:

Пример: Необходимо рассчитать тепловую изоляцию трубопровода высокофорсированного дизеля, наружный диаметр выпускного трубопровода составляет 0,6 м, внутренний диаметр этого трубопровода составляет 0,594 м, температура наружной стенки трубопровода принимается равной 725 К, температура наружной поверхности изоляции принимается равной 333 К, теплопроводность изоляционного материала принимается равной 0,11 Вт/(м К), тогда проведенный расчет изоляции трубопровода по методике, описанной выше, покажет, что толщина необходимой изоляции трубопровода должна составлять не менее 0,1 м.

Как подсчитать объем грунта под разные виды трубопроводов?

Для различных видов трубопроводов предъявляются специальные требования. Например:

  1. При укладке водопровода глубина траншеи должна быть больше чем глубина промерзания грунта, в разных местностях это может составлять от 1,5 до 3 метров;
  2. Для канализационных трубопроводов необходимо обеспечить постоянный уклон траншеи, не менее 1% на 10 метров, чтобы обеспечить естественный отвод;
  3. При возведении газопроводов обязательно на дно укладывается песчаная подушка.

Перечисленные особенности учитываются в расчетах. При определении глубины траншеи под водопровод учитывается не только диаметр трубы, но и глубина промерзания. В формулах участвует та величина, которая больше.

Глубина траншеи для канализационного трубопровода берется не в виде постоянной величины, а вычисляется как средний показатель: (Глубина в начале + Глубина в конце траншее) : 2. При укладке газопровода глубину траншеи изначально увеличивается на 10-15 см (толщину песчаной подушки).

Заказчики могут предъявлять дополнительные требования к прокладке траншей, если они не идут вразрез с установленными нормативами и правилами.

Формула для отдельно взятой трубы

С позиции геометрии, труба представляет собой прямой круговой цилиндр.

Объем такого объекта равен площади сечения умноженной на длину:

V = l * S

  • V – объем (м 3 );
  • l – длина (м);
  • S – площадь сечения (м 2 ).

Площадь сечения трубы, имеющей форму круга с известным диаметром, вычисляют по формуле:

S = π * d 2 / 4

  • π = 3.1415926;
  • d – диаметр круга (м).

Итоговая формула объема трубы с известными внутренним диаметром и длиной будет иметь следующий вид:

V = π * l * d 2 / 4

Если единицей измерения длины и диаметра трубы будет другая величина (дм, см или мм), то объем будет выражен в дм 3 , см 3 или мм 3 соответственно.

Также, хотелось показать вам нехитрый способ измерения внешнего диаметра трубы (D) без штангенциркуля. D = L / π, где L – длина окружности:

Для правильного вычисления объема труб необходимо подставить в простую формулу два параметра: длину и внутренний диаметр. Насколько точно они будут измерены или рассчитаны, настолько точным будет полученный результат.

Заключение

Чтобы минимизировать количество потерь, понадобится теплоизоляция для труб. Основные примеры теплоизоляторов — базальт, минеральная вата, пенополистирол, защитная краска, каучук, полиуретан. Каждый из материалов имеет свои технические особенности.

Подбирать материал-изолятор нужно в зависимости от многих параметров — способ эксплуатации трубы, формат ее размещения, тепловой режим и так далее. Примерно подсчитать объем материала можно с помощью двух специальных формул.

Используемая литература и источники:

  • Аблесимов Н. Е., Земцов А. Н. Релаксационные эффекты в неравновесных конденсированных системах. Базальты: от извержения до волокна. — Москва, ИТиГ ДВО РАН, 2010.
  • Теплоизоляция — статья на Википедии
  • Любартович С. А., Морозов Ю. Л., Третьяков О. Б. Реакционное формование полиуретанов. М.: Химия, 1990.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector