Лабораторное исследование работы жидкого керамического теплоизолятора «Корунд» на экспериментальном стенде трубопроводов

На сегодняшний день протяженность тепловых сетей в России составляет более 257 тысяч километров. Из них примерно половина находится в изношенном состоянии, а порядка 10—15% - в аварийном. Потери тепла в таких теплотрассах составляют 20—30%.

Основной причиной потерь тепла является применение неэффективных теплоизоляционных покрытий. Для решения этой проблемы, строительный рынок предлагает широкий спектр различного рода теплоизоляторов любой марки, состава и характеристик. Но при выборе теплоизолятора необходимо обращать внимание не только на его низкий коэффициент теплопроводности, но и на долговечность, экологическую безопасность и легкость в использовании.

Одним из вариантов утепления теплопроводов является применение жидких теплоизоляций.

Для определения эффективности применения жидких керамических теплоизоляций был изготовлен специальный стенд, представляющий собой три участка трубопровода диаметром 108 мм (длиной по 4 метра), расположенных друг над другом и подключенных посредством металлопластиковых трубопроводов. Регулирование расхода подачи воды в систему осуществлялось шаровыми кранами. Нагрев воды до заданной температуры в подающих трубопроводах производился при помощи электронагревательного котла. Постоянная циркуляция воды в отопительных приборах обеспечивалась установленным на подающем трубопроводе циркуляционным насосом (рис. 1).

Рис. 1. Принципиальная схема стенда

Показания расхода воды фиксировались по расходомерам, установленным на обратных трубопроводах каждого из трех испытуемых участков [2, с. 7].

Замеры температуры поверхности производились электронными приборами Elcometer319 и Термо-5, имеющими контактные датчики измерения температуры поверхности.

Предварительно на первый участок трубопровода было нанесено покрытие из жидкой керамической теплоизоляции Корунд (ТУ 5760−001−83 663 241−2008). Нанесение осуществлялось при помощи малярной кисти слоями по 0,5 мм с межслойной сушкой 24 часа [1, с. 11]. Общая толщина покрытия составила — 1,5 мм. Толщина замерялась в нескольких точках штангенциркулем, а затем усреднялась. Второй участок был покрыт алкидной грунтовкой для металла. Третий участок трубопровода не подвергался никакой обработке.

Испытания проводились согласно следующей методике:

• 1. Система заполнялась водопроводной водой и начиналась циркуляция носителя.
• 2. После достижения требуемой температуры нагрева в электронагревательном котле +80єС производились замеры температуры теплоносителя на входе и выходе теплоизолированного жидким керамическим утеплителем, покрытого грунтовкой и не теплоизолированного участков трубопроводов. Замеры производились три раза, за расчетное принималось среднее значение.
• 3. Определялись значения расходов воды через испытуемые участки трубопроводов при помощи расходомеров, установленных на обратных трубопроводах.
• 4. Определялись показания температуры поверхности трубопроводов в трех точках каждого из участков, за расчетное принималось среднее значение.
• 5. Фиксировались показания температуры воздуха в помещении в начале, середине и конце эксперимента, за расчетное принималось среднее значение.

После снятия показаний обработка результатов производилась в следующем порядке:

· определялось количество теплоты, выделяемое участком трубопровода по формуле:

.

где Qколичество теплоты, выделяемое участками трубопровода, Вт;

cвдудельная теплоемкость воды (cвд=4,187 Дж/(кг· єС));

tвх— температура теплоносителя на входе в трубопровод, єС;

tвых— температура теплоносителя на выходе из трубопровода, єС;

Gвд — расход воды через испытуемый участок трубопровода, кг/ч.

· определялась плотность теплового потока с 1 кв. м испытуемого участка трубопровода qпо формуле:

потеря тепло трубопровод теплоизоляция.

.

где l— длина испытуемого участка трубопровода, м; dдиаметр трубы, м.

Результаты измерений представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты измерений участков трубопроводов.

По результатам исследований можно сделать следующие выводы:

• 1. Теплоотдача 1 кв. м теплоизолированного трубопровода значительно меньше чем теплоотдача не теплоизолированного трубопровода;
• 2. Температурный перепад на входе и выходе трубопровода на теплоизолированном участке составил 0,3єС.
• 3. Температура на поверхности изолированного участка на 15—20єС ниже чем на не теплоизолированных участках.

• 1. Жидкие керамические теплоизоляционные покрытия серии «Корунд»: технические условия 5760−001−83 663 241−2008. Волгоград, 2008. — 9 с.
• 2. Исследование тепловых характеристик сверхтонкой теплоизоляции «Корунд»: технический отчет. Волгоград, 2011. — 24 с.