W11. Методы расчетов потерь теплоты в тепловых сетях

Автор – В. В. Савенко.  Последнее обновление – 15.11.2019.

Рассмотрены существующие методы расчетов потерь теплоты в трубопроводах тепловых сетей и соответствующего снижения температуры теплоносителя с целью оценить возможность их применения для практических расчетов при приемлемой достоверности получаемых результатов.

Наиболее известным из существующих является метод расчета, основанный на уравнении стационарной теплопередачи через многослойную цилиндрическую стенку. По известным потерям теплоты на участке сети и неизменному расходу теплоносителя на этом участке легко определяется изменение температуры теплоносителя. Но эта простая методика расчета не соответствует реальным условиям теплообмена в тепловых сетях и может приводить к существенным погрешностям в расчетах.

Рассмотрены многочисленные варианты одномерного описания процессов в теплопроводах и соответствующие им конечные зависимости. Показано, что исходные уравнения и полученные решения теоретически некорректны в разной степени. Решения получены при различных упрощениях и допущениях, поэтому являются приблизительными, но данные о достоверности результатов, которые будут получены в результате принятых упрощений и допущений, фактически отсутствуют. Получено теоретически корректное решение одномерной задачи теплообмена для теплопровода, но оно тоже не соответствует условиям в тепловых сетях.

В более основательных методиках стараются учесть изменение вдоль трубопровода температуры поверхности теплообмена и коэффициента теплоотдачи. Однако для применения полученных при этом решений требуются зависимости изменения указанных параметров по длине трубопровода, о методах получения которых не сообщается.

Известная модель “дырчатых” трубопроводов может давать непредсказуемые погрешности в результатах расчетов, поэтому непригодна для решения рассматриваемой задачи.

Легко поддаются расчетам нормативные потери теплоты на выбранных участках и соответствующее снижение температуры теплоносителя. Такие расчеты проводят с определенными целями, но это не является расчетным определением названных потерь. Кроме того, существующие нормы потерь теплоты весьма несовершенны, относятся к весьма неопределенным условиям, а некоторые из них не соответствуют реальным условиям в тепловых сетях.

Имеющееся двухмерное решение задачи предполагает неизменность свойств теплоносителя и температуры поверхности теплообмена по длине трубопровода, что не отвечает фактическим условиям. Кроме того, решение относится к стабилизированному ламинарному потоку, которого в тепловых сетях практически не бывает.

Наиболее полной и способной учесть реальные условия в теплопроводах была бы трехмерная модель процессов и использование численных методов решения уравнений. Но целесообразность такого усложнения модели для решения рассматриваемого вопроса вызывает сомнения.

По результатам рассмотрения существующих методов сделан вывод о том, что в настоящее время отсутствует расчетная методика, приемлемая для достоверного определения потерь теплоты в тепловых сетях.

………………………………..Полный текст

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *