РТМ 26-07-174-74 Тепловой расчет неизолированной трубопроводной арматуры для низкотемпературных сред (с Изменениями N 1, 2, 3)

1.1. Расчет температурных полей производится с целью определения габаритных размеров конструкции, обеспечивающих допустимые температурные режимы работы узлов арматуры.

1.2. Базовая конструкция представлена на черт.1.

Черт.1.

2.1. Исходные данные задаются техническим заданием на расчет.

2.2. Для проведения расчета необходимы следующие исходные данные:

- температура окружающей среды, К;

- температура проводимой среды, К и т.д.;

геометрические размеры конструкции:

- общая длина удлиненной крышки, м;

- наружный диаметр удлиненной крышки, м;

- внутренний диаметр удлиненной крышки, м;

- относительная влажность окружающего воздуха, %.

3.1. Расчет температурных полей производится при температуре окружающей среды, минимальной для заданной.

3.2. По опытным данным радиальный градиент температуры между штоком и крышкой не превышает 7 °С. При условии, что допустимая температура работы узлов , расчет производится только для удлиненной крышки, температура которой в зоне крепления бугельной стойки равна .

3.3. Если влажность не задана, расчет ведется из условия относительной влажности 100%.

3.4. Методика теплового расчета основывается на учете осредненных значений коэффициента теплопроводности материала конструкции и характеристик теплопереноса по участкам.

3.5. Расчет целесообразно производить на малых ЭВМ "Наири-С", допускается выполнять расчет, не используя ЭВМ.

3.6. Расчетная тепловая схема конструкции представлена на черт.2.

Черт.2.

3.7. Методика составлена с учетом экспериментальных данных.

4.1. Средняя температура участка 1-2 определяется по формуле:

К.

4.2. Определяющая температура участка 1-2 находится по формуле:

К.

4.3. Средняя избыточная температура на участке 1-2 определяется по формуле

.

4.4. Критерий Грасгофа на участке 1-2 определяется по формуле        

,

где 9,8 - ускорение силы тяжести, м/с*;
_________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

, - коэффициент объемного расширения воздуха;

- коэффициент кинематической вязкости воздуха на участке 1-2, м/с.

4.5. Критерий Прандтля для воздуха на участке 1-2 определяется по формуле:

.

4.6. Критерий Нуссельта для участка 1-2 определяется по формуле:

.

4.7. Коэффициент теплопроводности воздуха на участке определяется по формуле:

ккал/м·ч·град.

4.8. Коэффициент теплоотдачи определяется по формуле:

ккал/м·ч·град.

4.9. Характеристика теплообмена на участке 1-2 определяется по формуле:

,

где - наружный периметр корпуса на рассматриваемом участке 1-2, м;

- коэффициент теплопроводности материала участка, ккал/м·час·град; определяется по графику приложения 1 или по таблице приложения 2 при средней температуре участка 1-2;

- площадь поперечного сечения, м.

4.10. Определяющая средняя температура участка 0-1 находится по формуле:

К.

4.11. Избыточная температура участка 0-1 определяется по формуле:

.

4.12. Безразмерная длина участка обледенения определяется

методом последовательных приближений из условия сходимости постоянных интегрирования основного уравнения теплопроводности

,

где ;

;

- безразмерная температура;

;

- характеристика теплообмена на участке обледенения 1-0;

- коэффициент теплопроводности материала на участке 1-0, ккал/м·ч·град, определяется по графику приложения 1 при средней температуре участка 1-0 или по таблице приложения 2;

- коэффициент теплоотдачи через слой инея, ккал/м·ч·град;

- толщина слоя инея, определяется по таблице приложения 3;

0,08 до 0,12 - коэффициент теплопроводности инея, ккал/м·ч·град;

- коэффициент теплоотдачи, ккал/м·ч·град;

- коэффициент теплопроводности воздуха на участке 1-0, ккал/м·ч·град;

- критерий Нуссельта;

- обобщенный коэффициент теплоотдачи, определяется по графикам приложения 4 в зависимости от относительной влажности и температуры воздуха;

- критерий Грасгофа;

- коэффициент объемного расширения воздуха на участке 0-1, 1/К;

- разность температур на участке 0-1;

- коэффициент кинематической вязкости воздуха на участке 1-0, м/с.

Все значения гиперболических функций берутся из таблицы приложения 5,

где

При значениях аргумента больше 2,5 величина гиперболических функций определяется по формулам:

,

где 2,7183  - основание натурального логарифма.

4.13. Безразмерная текущая температура по высоте крышки определяется по формулам:

где

;

;

;

;*

- удовлетворяющая условию сходности* постоянных интегрирования согласно п.4.12.

_________________

* Формула и экспликация к ней соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

4.14. Температурное поле крышки определяется по формуле:

, °С

где 1, 2 - номера участков.

4.15. Если длина крышки не обеспечивает допустимых температурных режимов работы узлов, следует принять другое значение длины и повторить расчет.