Механики XXI веку №15 2016

278 / 457

Механики XXI веку. №15 2016 г.
278
рис.1, простого исполнения и высокой надежности в эксплуатации. Существенный недостаток данно-
го типа опор – потери тепловой энергии через скользящий контакт с опорной конструкцией. Сколь-
зящий контакт не подлежит изоляции и создает своеобразный тепловой мост, через который теплота
безвозвратно теряется в окружающую среду.
В первом приближении можно считать, что передача тепла через зону контакта при наличии
теплопроводной среды осуществляется одновременно тремя путями: теплопроводностью непосред-
ственно через пятна фактического контакта материалов, теплопроводностью через среду, заполняю-
щую впадины неровностей и, наконец, излучением между поверхностями. При этом процесс характе-
ризуется довольно высокой интенсивностью, которая при длительном контакте только увеличивается
[2].
В результате получается, что требования по снижению тепловых потерь и надежности (проч-
ности) опор являются противоречивыми. Проанализируем оба аспекта этого вопроса. Согласно СО
153-34.20.523-2003 определение тепловых потерь при среднегодовых условиях работы тепловой сети
производится упрощенно, по нормам тепловых потерь с использованием ориентировочных коэффи-
циентов. Например, для надземной прокладки по подающему трубопроводу:

 ) ( . . .  Lq Q пн норм ,
где Qнорм.– мощность тепловых потерь, Вт; qн.п – нормативные удельные (на 1 м длины) часовые теп-
ловые потери, Вт/м; L – длина трубопроводов на участке тепловой сети, м;  – коэффициент местных
тепловых потерь, учитывающий тепловые потери арматурой, компенсаторами, опорами. Принимает-
ся для надземной прокладки равным 1,2 при диаметрах трубопроводов до 150 мм и 1,15 при диамет-
рах 150 мм и более. Для трубопроводов Ду700 при средней температуре теплоносителя 100 градусов
qн.п = 124 Вт/м.
Рис. 1. Скользящая опора серии 4.903-10 (для труб Ду700 мм):
а) Т14.40; б) Т15.28.
Определение фактических величин тепловых потерь на теплопроводах затруднено по ряду
объективных причин [3]. Аналитический расчет тепловых потерь неизолированных типовых опор
дает результат значительно превышающий нормативные. При этом, большая их часть приходится на
потери в контакте «опора/опорная конструкция». Масштаб тепловых потерь можно оценить ориенти-
ровочно, сравнив коэффициенты теплоотдачи. Например, для опоры типа Т14.40 (рис.1 а)) с контак-
том «опора/опорная конструкция» – сталь/сталь, коэффициент теплоотдачи сухого контакта αк =
583,162 Вт/ (м2 град.). Коэффициент теплоотдачи внешней поверхности опоры αн = 11,649 Вт/ (м2
град.). Очевидно – αк >> αн, что позволяет судить о серьезности проблемы, которая является акту-
альной, в том числе и за рубежом [4].
Принципиальные варианты ее решения представлены на рис.2, рис.3. Рис. 2 взят из каталога
компании «Pipe Shields, Inc.», США. Рис.3 взят из рекламного сайта
( и представляет собой изолированную опору
отечественного производителя. Данные примеры ярко иллюстрируют два наиболее распространен-
ных подхода: использование хомутовых (бугельных) опор с фиксацией на слой изоляции; использо-
вание прокладок из изолирующих материалов в конструкции контактной поверхности «опора трубо-
провода/опорная конструкция». Как показывают тепловые расчеты, при использовании материалов с