محاسبه ضخامت عایق

۵ طور کلی جهت محاسبه ضخامت عایق از سه روش زیر استفاده می شود :

با توجه به spec پروژه و جداول موجود در spec پروژه ها با توجه به میزان رطوبت هوا، دمای لوله، سرعت باد و سایز لوله ضخامت تعیین می شود.
با استفاده از نرم افزار ۳E plus و مشخص کردن دما، رطوبت، سرعت باد، و سایز لوله
در صورت نبودن spec یا نرم افزار با محاسبات عددی با توجه به قانون فوریه ومحاسبات میزان انتقال حرارت هدایتی و جا به جایی(جهت کاهش حجم محاسبات می توان از سرعت باد و اثر رطوبت صرف نظر کرد).

قانون فوریه برای سطح تخت

Q= kA ∆T/∆X

w میزان انتقال حرارت =Q

m2سطح مقطع انتقال حرارت=A

اختلاف دمای دو سطحT= ∆

اختلاف ضخامت x=∆

ضریب انتقال حرارت=K

مثال :در یک جداره که دمای جداره° ۵۰- و دمای محیط °۲۳ است میزان انتقال حرارت مجاز به واحد سطح W⁄m230 فرض می شود و تصمیم به استفاده از عایق پلی یورتان(k=0.022w⁄mk ) داریم جهت محاسبه ضخامت مورد نیاز

x= (k ∆T)/(Q/A)∆ Q= kA ∆T/∆X

(۰.۰۲۲×۷۳)/۳۰= ۰.۰۵۳

در واقع به تخته پلی یورتان با ضخامت ۵۳ میلی متر نیاز است البته باید به این نکته توجه کرد که ضخامت ۵۳ میلی متر از ضخامت بحرانی عایق بیشتر نشود زیرا انتقال حرارت معکوس اتفاق می افتد.

قانون فوریه برای سطح لوله

Q=(2πKA (To-Ti))/(ln⁡(ro/ri))

مثال: برای لوله “۲ ((ri=0.03 با دمای سطح لوله °۷۰- و دمای محیط°۲۳ با فرض عایق پلی یورتان ( k=0.022wk/mk) و Q/A=18 w/m2 شعاع خارجی عایق اینگونه اندازه گیری می شود.

Ln(ro/ri)=(2πk (To-Ti))/(Q/A)

ro= 0.067 thickness= 0.061-0.03=0.03

جهت heat loss= 18w/m2 در عایق فوق ضخامت ۳۱ میلی متر نیاز می باشد.البته باید در نظر گرفت ضخامت فوق بدون در نظر گرفتن heat correction و حذف اثر رطوبت هوا در محاسبات می باشد.

همچنین باید دقت کرد ضخامت عایق از ضخامت بحرانی بیشتر شود.

برای سیستم تخت Rc=k/h برای سیستم کروی Rc=2k/h

در رابطه فوق ضریب انتقال حرارت جا به جایی در محیط می باشد. که به میزان شدت باد و رطوبت هوا در محیط وابسته است به طور مثال :

K=0.022 w/mk h=0.05 w/m2k R= 0.088

در صورتی که ضخامت از ۸۸ میلی متر بیشتر شود نه تنها انتقل حرارت را کاهش نمی دهد بلکه باعث افزایش انتقال حرارت می شود.