iPotrubí.cz

Podmínky výpočtu:

1. Potrubí není izolované, není ani protikorozně ošetřeno

2. Potrubí je vždy kolmé ke slunečním paprskům

3. Potrubí je uloženo na podpěrách, které jsou tepelně izolovány a tím ztráty způsobené vedením tepla přes tyto podpěry jsou zanedbatelné

4. Není započítáno znečistění ovzduší ani zakrytí Slunce oblaky

5. Okolní teplota je 35°C

Základní uvažovaná rovnice:

A₁+A₂-A₄=A_P

kde   A₁ je energie od přímého záření Slunce

         A₂ je energie od difuzního záření Slunce

          A₄ je energie ztracená ochlazováním okolním vzduchem

         A_P je energie, která zůstává v potrubí a způsobuje tak jeho ohřívání

Energie (teplo), která zůstává v potrubí a způsobuje tak jeho ohřívání

  Teplo potřebné k ohřátí tělesa o hmotnosti m o teplotu $$ Δ t {\displaystyle {\Delta t}} lze vypočítat pomocí následujícího vztahu.

${\displaystyle Q=mc\Delta t\,}$A_P =

   kde $$ Δ t = t 2 − t 1 {\displaystyle {\Delta t}=t_    {2}-t_{1}} , t₁ je počáteční a t₂ je konečná teplota tělesa, c je měrná tepelná kapacita látky daného tělesa. Měrná tepelná kapacita ocele je 450 J/kg/K. Je-li potrubí naplněno médiem a ohříváme-li potrubí s ním musíme jeho tepelnou kapacitu připočítat.

Vzorek potrubí pro výpočet

DN1000, tj vnější průměr 1016x8  mm, délka vzorku 1 m, materiál uhlíková ocel.

hustota oceli 7850kg/m³. Hmotnost vzorku: 785kg

Pro tento vzorek potrubí vypočítáme závislost mezi nárůstem teploty a časem.

                    A_P = 785.450.(t-35) = 0,3532.10⁶(t-35)

Celková rovnice se započtení výsledků ostatních kapitol ukazuje závislost teploty potrubí a času, za který je možné ji dosáhnout:

1215.t_č   - 30,0 .(t-35). t_č - 0,17 . (t-35)². t_č  = 0,3532.10⁶ (t-35)

1. příklad vypočítejme dobu, za kterou se teplota vzorku potrubí ohřeje na 45°C, tj. o 10°C:

           1215.t_č   - 30,0 .10. t_č - 0,17 . 10². t_č  = 0,3532.10⁶.10

a z toho

t_č=3933s=1,1hodiny

2. příklad vypočítejme dobu, za kterou se teplota vzorku potrubí ohřeje na 60°C, tj. o 25°C:

           1215.t_č   - 30,0 .25. t_č - 0,17 . 25². t_č  = 0,3532.10⁶.25

a z toho

t_č=24596s=6,8hodiny