ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Παρουσίαση με θέμα: "ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Τα παραδείγματα δείχνουν ότι δε θα πρέπει να αγνοούμε τη θερμική αντίσταση του τοιχώματος όταν η τιμή του ko είναι μεγάλη. Γι’ αυτό στους μηχανολογικούς υπολογισμούς η επίδρασή της θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη. Τα συμπεράσματα ισχύουν τόσο για τη θερμική αντίσταση του ίδιου του τοιχώματος όσο και για τα τυχόν στρώματα αιθάλης και αλάτων. Ακόμα και για πολύ μικρά στρώματα παρουσιάζουν μεγάλη θερμική αντίσταση, γιατί η θερμική αγωγιμότητά τους είναι μικρή. Λόγω της θερμικής τους αντίστασης, ένα στρώμα αλάτων πάχους 1mm, ισοδυναμεί με ατσάλινο έλασμα πάχους 40mm και 1 mm αιθάλης με ατσάλινο έλασμα πάχους 400mm. Με ημερο

2 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Eκτός από τη μείωση του ρυθμού ροής θερμότητας το στρώμα αλάτων (πουρί) είναι επικίνδυνο γιατί αυξάνει αυξάνει τη θερμοκρασία του τοιχώματος και μπορεί να προκαλέσει αστοχία υλικού. Γι΄αυτό το κύριο καθήκον του προσωπικού που συντηρεί εναλλάκτες θερμότητας είναι να προστατεύει τις επιφάνειες συναλλαγής από εναποθέσεις κάθε μορφής. Έχοντας καθορίσει τις επιμέρους θερμικές αντιστάσεις και γνωρίζοντας τους νόμους που διέπουν τις μεταβολές της αντίστασης, είναι εύκολο να επιλύσουμε το πρόβλημα της εντατικοποίησης της μετάδοσης θερμότητας. Αν οι θερμικές αντιστάσεις διαφέρουν, τότε αρκεί η μείωση των μεγαλύτερων από αυτές. Με ημερο

3 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Αν όλες είναι της αυτής τάξης μεγέθους, τότε αρκεί να μειώσουμε μία απ’ όλες για να αυξήσουμε το ρυθμό ροής της θερμότητας. Μεταβολή οποιασδήποτε αντίστασης συνεπάγεται μεταβολή της μεταδιδόμενης θερμότητας και η τελευταία αυτή μεταβάλλεται τόσο περισσότερο όσο μεγαλύτερος είναι ο λόγος της αντίστασης που μεταβλήθηκε προς τις άλλες αντιστάσεις. Η σωστή διάταξη της επιφάνειας εναλλαγής θερμότητας είναι πολύ σημαντική για τη λύση του προβλήματος. Η σχεδιαζόμενη επιφάνεια πρέπει να εξασφαλίζει πραγματικές συνθήκες μετάδοσης θερμότητας αντίστοιχες με τις απαιτούμενες και να μη χάνονται κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Με ημερο

4 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΟΝΟ η γνώση και η ανάλυση των επιμέρους θερμικών αντιστάσεων κάνει δυνατό τον προσδιορισμό και τη διόρθωση ατελειών που παρεμποδίζουν τη μετάδοση θερμότητας. Γνώση του ολικού συντελεστή μετάδοσης θερμότητας ή της ολικής θερμικής αντίστασης μόνο δεν βοηθά σε αυτό το σημείο – γι’ αυτό μελετώνται λεπτομερειακά τα στοιχειώδη φαινόμενα μετάδοσης θερμότητας. Ας πούμε ότι έχουμε δύο όμοιους εναλλάκτες. Με πειράματα βρίσκουμε ότι ο ολικός συντελεστής μετάδοσης θερμότητας του ενός είναι k1 και του άλλου k2 και k1 > k2 . Έχοντας δεδομένα μόνο αυτά τα στοιχεία, είναι αδύνατο να προσδιορίσουμε το λόγο της κακής λειτουργίας του δεύτερου εναλλάκτη. Γι’ αυτό τα πειράματα (έλεγχοι) στους εναλλάκτες πρέπει να στοχεύουν στην εύρεση όλων των συνιστωσών του ολικού συντελεστή μετάδοσης θερμότητας, όπως α1 α2 λw δw πλην του ίδιου του k. Με ημερο

5 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΕΝΤΑΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Γνώση αυτών των μεγεθών μας επιτρέπει την εξήγηση της πιθανής δυσλειτουργίας του εναλλάκτη, μας βοηθά σε τυχόν τροποποιήσεις, τη γενίκευση των πειραματικών αποτελεσμάτων και τη χρήση τους στη σχεδίαση βελτιωμένων τύπων. Για να καθορίσουμε όμως τις τιμές των α1 α2 χρειάζεται να ξέρουμε τη θερμοκρασία του τοιχώματος επιφάνειας εναλλαγής θερμότητας εκτός από τις θερμοκρασίες του θερμού και του ψυχρού ρευστού. Όταν πειραματιζόμαστε επάνω σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις σε λειτουργία, δεν είναι πάντα δυνατό και συχνά πολύ δύσκολο, να μετρήσουμε τη θερμοκρασία του τοιχώματος. Σε τέτοιες περιπτώσεις με το πείραμα βρίσκουμε μόνο τη τιμή του k και τους συντελεστές α1 α2 βρίσκουμε βασιζόμενοι στους ήδη γνωστούς νόμους που διέπουν τα στοιχειώδη φαινόμενα μετάδοσης θερμότητας. Με ημερο

6 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Γενικά για να μειώσουμε τη μετάδοση θερμότητας χρειάζεται να αυξήσουμε τη θερμική αντίσταση. Αρκεί να αυξήσουμε οποιαδήποτε επιμέρους θερμική αντίσταση και αυτό γίνεται με πολλούς τρόπους. Στις περισσότερες περιπτώσεις επιτυγχάνεται καλύπτοντας το τοίχωμα με ένα στρώμα θερμικού μονωτή. Θερμικός μονωτής είναι κάθε πρόσθετο κάλυμα που στοχεύει στο να μειώσει τις θερμικές απώλειες από ή προς το περιβάλλον. Η μόνωση χρησιμοποιείται για διάφορους σκοπούς-οικονομία καυσίμων, εξασφάλιση ορισμένων συνθηκών για χημικές διεργασίες δημιουργία καλύτερων συνθηκών σε ένα χώρο διαμονής ή εργασίας. Ο τρόπος προσέγγισης του προβλήματος είναι διαφορετικός ανάλογα με την περίπτωση – οικονομικοί λόγοι τεχνολογικοί και υγιεινής. Με ημερο

7 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Οποιοδήποτε υλικό μικρής ειδικής αγωγιμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σα μονωτής. Κατάλληλα για μονωτικα υλικά θεωρούνται όσα έχουν θερμική ειδική αγωγιμότητα μικρότερη από 0.2 kcal/m2 hr oC στην περιοχή θερμοκρασιών από oC. Πολλά μονωτικά υλικά όπως η άσβεστος, η μίκα, το ξύλο, ο φελός, το πριονίδι, η τύρφη, το χώμα κλπ χρησιμοποιούνται στη φυσική τους μορφή, αλλά τα περισσότερα είναι μίγματα φυσικών ή τεχνητών υλικών που υπέστησαν ειδική επεξεργασία. Οι θερμομονωτικές ικανότητες των υλικών αλλάζουν ανάλογα με την επεξεργασία και τις αναλογίες των συστατικών. Τα συνδετικά υλικά που σχεδόν πάντα χρησιμοποιούνται στα χαλαρά μονωτικά υλικά εκφυλίζουν τις μονωτικές ιδιότητες του τελικού προϊόντος. Με ημερο

8 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Υπάρχει μεγάλη ποικιλία μονωτικών υλικών. Πολλά από αυτά είναι γνωστά με ιδιαίτερα ονόματα ζονολίτης, ασμπομπυρίτης, ασμπόμικα, νεοβέλ (85% μαγνησία), σοβελίτης κ.α. Ο ζονολίτης παράγεται από βερμικουλίτη με ψήσιμο στους C. Η ασμπόμικα είναι μίγμα ασβεστίου και λεπτής μίκας. Ο σοβελίτης είναι χημικό προϊόν. Η θερμική ειδική αγωγιμότητα των υλικών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πορώδες τους. Όσο πιο πορώδες είναι το υλικό τόσο μικρότερη είναι η ειδική αγωγιμότητά του. Σαν κριτήριο για το πορώδες ενός υλικού μπορεί να χρησιμοποιηθεί το ειδικό του βάρος. Όσο περισσότερο πορώδες είναι το υλικό τόσο μικρότερο είναι το ειδικό του βάρος. Στην εκλογή του μονωτικού υλικού πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και οι μηχανικές ιδιότητες του υλικού, το κατά πόσο απορροφά σκόνη και η αντοχή του σε ψηλές θερμοκρασίες. Με ημερο

9 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Όταν αντιμετωπίζουμε ψηλές θερμοκρασίες η μόνωση είναι συνήθως πολυστρωματική, όπου το πρώτο στρώμα γίνεται από υλικό που αντέχει σε ψηλές θερμοκρασίες (άσβεστο) ενώ το δεύτερο από υλικό που έχει καλύτερες μονωτικές ιδιότητες (φελό). Σε αυτή την περίπτωση όμως το στρώμα της ασβέστου θα πρέπει να είναι αρκετά παχύ, ώστε να εξασφαλίζει ότι η θερμοκρασία του φελού δε θα ξεπεράσει τους 80 oC. Ένα σοβαρό πρόβλημα είναι η μόνωση των αντικειμένων που είναι τοποθετημένα σε υγρά δωμάτια σε χαμηλές θερμοκρασίες. Οι μονωτικές ιδιότητες των υλικών μειώνονται κατά πολύ μόλις βραχούν από υγρασία. Συνήθως λαμβάνονται ειδικά μέτρα για την αποφυγή του φαινομένου. Το όνομα αλφόϊλ χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές τα τελευταία χρόνια. Εδώ το μονωτικό υλικό είναι ο αέρας. Με ημερο

10 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Το μόνο που πρέπει να προσεχτεί είναι η μείωση του συντελεστή επαφής μεταφοράς, δημιουργώντας πολύ μικρούς χώρους ανάμεσα σε φύλλα αλουμινίου που έχουν μικρό συντελεστή ακτινοβολίας. Με ημερο

11 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Μέχρι εδώ μιλήσαμε μόνο για το ίδιο το μονωτικό υλικό. Αλλά οι μονωτικές ιδιότητες του υλικού αλλάζουν με την παρουσία προσμίξεων και με τον τρόπο που το μονωτικό υλικό καλύπτει το αντικείμενο. Έτσι, τελικά δεν είναι η ειδική αγωγιμότητα του υλικού που χαρακτηρίζει τη μόνωση, αλλά ο ολικός συντελεστής μετάδοσης θερμότητας που εξαρτάται και από τη δομή της κατασκευής. Μια προσεγγιστική τιμή του ολικού συντελεστή μετάδοσης θερμότητας μπορεί να βρεθεί με υπολογισμούς, αλλά η ακριβής τιμή του μόνο με άμεση μέτρηση. Η θερμική μόνωση υπολογίζεται με τη βοήθεια των συμβατικών τύπων μετάδοσης θερμότητας που έχουμε αναπτύξει. Όλες οι παραδοχές που έγιναν ισχύουν στην περίπτωση της μόνωσης. Συνιστάται η παρακάτω μέθοδος: Πρέπει πρώτα να καθοριστεί το ανεκτό ύψος των θερμικών απωλειών από το προς μόνωση αντικείμενο. Με ημερο

12 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Μετά από αυτό εκλέγεται το είδος του μονωτικού υλικού και γίνεται μια υπόθεση ως προς τις θερμοκρασίες στις επιφάνειες του μονωτικού υλικού, βάσει της οποίας βρίσκεται η μέση θερμοκρασία του tm που επιτρέπει τον καθορισμό της θερμικής ειδικής αγωγιμότητας λm. Σε αυτό το στάδιο μπορούμε να αγνοήσουμε τη θερμική αντίσταση από το θερμό ρευστό προς τον τοίχο και την αντίσταση του ίδιου του τοιχώματος, δηλαδή μπορούμε να πάρουμε σα θερμοκρασία του τοιχώματος που θέλουμε να μονώσουμε τη θερμοκρασία του θερμού ρευστού. Γνωρίζοντας τις θερμοκρασίες στις δύο πλευρές του μονωτικού στρώματος και την ειδική αγωγιμότητα μπορούμε να προχωρήσουμε στον υπολογισμό του πάχους δm της μόνωσης. Κατόπιν υπολογίζουμε βάσει αυτών των στοιχείων τη μέση θερμοκρασία του στρώματος της μόνωσης. Με ημερο

13 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Οι υπολογισμοί επαναλαμβάνονται αν διαφέρει σημαντικά από την υποτεθείσα τιμή και ο κύκλος συνεχίζεται μέχρις ότου η διαφορά των θερμοκρασιών βρεθεί σε επιτρεπτά όρια. Για γραμμές αγωγών σε κλειστούς χώρους, που λειτουργούν σε θερμοκρασίες tw2 που κυμαίνονται από οC, o συντελεστής θερμικών απωλειών προς το περιβάλλον μπορεί να βρεθεί από τον ακόλουθο τύπο. Αυτός ο τύπος περιλαμάνει τόσο την επαφή μεταφορά όσο και την ακτινοβολία. (C=4,6 kcal/m2-hr-K4). Για επίπεδα τοιχώματα το πάχος της μόνωσης καθορίζεται από τους αντίστοιχους τύπους που έχουμε δει. Στην περίπτωση του αγωγού με μόνωση οι υπολογισμοί περιπλέκονται από την παρουσία της διαμέτρου d2 και επομένως του πάχους της μόνωσης. Με ημερο

14 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Αυτή η δυσκολία υπερπηδάται με μια παραδοχή ως προς την επιφάνεια του μονωτικού στρώματος, οπότε και παραλείπεται ο αντίστοιχος όρος στην εξίσωση. Γενικά η επίδραση του όρου 1/α2d2 είναι σχετικά μικρή. Στη σχεδίαση της μόνωσης γραμμών αγωγών, οι υπολογισμοί μπορούν να απλοποιηθούν χρησιμοποιώντας ειδικούς πίνακες. Προσδιορισμός πάχους τοιχώματος του μονωτικού με σφάλμα 3-5% για μετάδοση θερμότητας με φυσική επαφή-μεταφορά σε θερμοκρασία περιβάλλοντος Ο τύπος αυτός έχει την παρακάτω μορφή: Με ημερο

15 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Όπου δ το πάχος της μόνωσης σε mm
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Όπου δ το πάχος της μόνωσης σε mm d1: διάμετρος του ακάλυπτου αγωγού tw1: θερμοκρασία του ακάλυπτου αγωγού, oC. λin θερμική ειδική αγωγιμότητα της μόνωσης, kcal/m-hr-oC q1 θερμικές απώλειες ανά μέτρο αγωγού kcal/m-hr. Οι αντίστοιχες δυνάμεις αυτών των μεγεθών δίνονται από τις καμπύλες του 7-12. - Οι θερμικές απώλειες μειώνονται αν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι πάνω από 20 oC και η μείωση είναι περίπου 1,5% κάθε 5οC πάνω από τους 20 oC. -Συμπερασματικά πρέπει να ειπωθεί ότι οι θερμικές απώλειες από μονωμένους αγωγούς δεν μειώνονται στην ίδια αναλογία που αυξάνεται το πάχος της μόνωσης. Με ημερο

16 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι αύξηση του πάχους της μόνωσης προκαλεί αύξηση της θερμικής αντίστασης της μόνωσης Rin=(1/2λ)lnd2/d1 και μείωση της θερμικής αντίστασης προς το περιβάλλον Rα=1/α2d2. Αριθμητικό παράδειγμα: αγωγος d1=57mm, tw1=150 oC, tf2=30 oC και λin=0.2 kcal/m-hr-oC. Bρείτε τις θερμικές απώλειες του αγωγού για δin =50mm και δin =100mm. Στην πρώτη περίπτωση έχουμε Ro=Rin + Ra=2,52+0,71=3,24 m-hr-oC /kcal και q1=116.5 kcal/m-hr. Στη δεύτερη περίπτωση Ro=Rin + Ra= =4,19 m-hr-oC /kcal και q1=90.5 kcal/m-hr. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα βλέπουμε ότι 100% αύξηση του πάχους της μόνωσης έφερε μόνο 22% μείωση θερμικών απωλειών. Με ημερο

17 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Με ημερο

18 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Προς αποφυγή χοντρών μονώσεων στους αγωγούς μικρής διαμέτρου, πρέπει να χρησιμοποιούνται καλοί μονωτές με όσο το δυνατό μικρότερη ειδική αγωγιμότητα. Διαφορετικά οι απώλειες από τον αγωγό δε θα μειωθούν, μπορεί δε ακόμα και να αυξηθούν. Μια τέτοια περίπτωση φαίνεται στο σχ όπου η καμπύλη είναι συνάρτηση που δίνει τις θερμικές απώλειες συναρτήσει της εξωτερικής διαμέτρου (με μόνωση) ενός αγωγού διαμέτρου 12.7 mm που μονώνεται με υλικό ειδικής θερμικής αγωγιμότητας λin=0.223 kcal/m-hr-oC. H καμπύλη δείχνει ότι οι θερμικές απώλειες κατ’ αρχάς αυξάνονται, φθάνουν σε μια μέγιστη τιμή και μετά μειώνονται για να φθάσουν στην τιμή του γυμνού αγωγού σε d2=150 mm (δin=68mm). Oι μέγιστες απώλειες συμβαίνουν σε d2=39mm (δin=13.1 mm) που καλείται κρίσιμη διάμετρος μόνωσης η οποία καθορίζεται από τη σχέση: Με ημερο

19 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Με ημερο

20 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Η εξίσωση χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της μόνωσης ηλεκτρικών γραμμών, όπου ενδιαφέρει η μέγιστη απαγωγή θερμότητας. Αν η μόνωση ενός αντικειμένου σκοπεύει στο να εξασφαλίσει μια διεργασία ή ιδανικές συνθήκες εργασίας, οι επιτρεπτές απώλειες θερμότητας δεν μπορούν να αλλάξουν. Σε αυτήν την περίπτωση θα χρειαστεί να κάνουμε υπολογισμούς για διάφορα μονωτικά υλικά και να εκλέξουμε τη φθηνότερη λύση. Με ημερο

21 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ
ΣΥΝΘΕΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ: ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Αν σκοπός της μόνωσης είναι η οικονομία καυσίμων, το υλικό της μόνωσης και το πάχος του εκλέγεται βάσει οικονομικών συλλογισμών, συγκρίνοντας το κόστος της μόνωσης με το κόστος του καυσίμου που εξοικονομήθηκε. Μεγάλο ρόλο στη σωστή εκλογή του μονωτικού υλικού παίζουν το βάρος του, η υγροσκοπικότητά του, η ευκολία κατεργασίας και η διάρκεια ζωής του. Με ημερο