The pourpose of this project is to make a JavaScript application which can calculate the necessary thickness of an isolative material for water/gas pipe to prevent pipe surface condensation. The pipe can be made by typical materials l ike : copper, aluminium and steel or by material with defined temperature conductibility . You can also choose the isolation material. I have defined several of them. As with the pipe material , you can give your custom material here too. Those two informations with informations like : pipe inner temperature (water or gas temperature) , temperature outside the pipe (ambient temperature) , internal diameter of the pipe , external diameter of the pipe , water / gas travel velocity through the pipe and relative moisture in the air are necessary for calculate the thickness of an isolative material if needed. The project also gives you a clear figure , so you can easily comprehend what is needed and what you are calculating.You can calculate the necessary tickness by pressing here.
Namen tega projekta je bila izdelava programa v JavaScript-u , ki izračuna potrebno debelino izolacije cevi, ki bo preprečila nastanek rosenja. Možen je izbor tipičnih materialov iz katerih so cevi narejene (baker, jeklo, aluminij), kot tudi navesti material po izbiri. Prav tako je možen izbor tipičnih izolacijskih materialov in izolacijskega materiala po izbiri. Ta dva izbora določata toplotno prevodnost materiala, ki je seveda odvisen tudi od debeline materiala in temperaturne razlike na obeh straneh snovi. Poleg teh dveh podatkov je potrebno za pravilen preračun vnesti tudi podatke o temperaturi znotraj cevi in temperaturi ambienta, podatek o notranjem in zunanjem premeru cevi , podatek o hitrosti potovanja tekočine ali plina znotraj cevi in relativno vlažnost ozračja, ki cev obdaja.
Ko smo se to vnesli lahko izvedemo preračun, ki nam pove , če je pri podanih podatkih potrebna izolacija z navedenim materialom in koliko je potrebujemo. S pomočjo slike , ki se nahaja na dnu strani namenjene za preračun, si lahko bolje predstavljate kaj sploh računate in kaj potrebujete za preračun. Vse debeline so podane in izračunane v milimetrih , temperature so v stopinjah celzija, vlažnost pa je v procentih. Pri vnosu je potrebno biti pozoren , da se vnašajo samo cifre in pravilen ločnik za cela števila in decimalna mesta (v Slovenskem načinu je to pika sicer je vejica).
Preračun je prevzet iz standarda ISO12241 poglavje 4.3.
Upornost pri prenosu toplote močno zavisi od debeline izolacije ter prevodnosti izolacije.
Upornost pri prehodu toplote pa zavisi od toplotne prestopnosti . Ta pa je pogojena s medijem in relativno hitrostjo medija.
Toplotna prestopnost :
Upornost prehoda :
Skupni upor je vsota vseh uporov pri prehodu toplote skozi cev in izolacijo :
1. Prehod toplote iz medija na površino izolacije :
2. Prenos toplote skozi cev :
3. Prenos toplote skozi izolacijo:
4. Prehod toplote iz izolacije na zrak :
Uporabljeni simboli :
Za rešitev tega problema je bilo najprej potrebno izračunati (interpolirati)
vrednost pri kateri ne pride do površinskega rosenja na cevi za dano relativno
vlažnost zraka in temperaturo ambienta. To vrednost sem dobil z linearno
interpolacijo , ki deluje tako , da poiščemo dve sosednji točki, k točki v
kateri iščemo vrednost neke tabelirane funkcije in med tema dvema točkama potegnemo
daljico. Vrednost, ki iščemo potem dobimo tako, da vstavimo točko v enačbo poprej
omenjene daljice. Algoritem , ki vse to opravi :
Ko sem dobil to točko sem jo poleg ostalih podatkov, ki se jih vnese v obrazcu za
preračun vstavil v proceduro za preračun, katera sledi standardu ISO12241 poglavje 4.3.
in metodi, ki sem jo dobil v knjigi Nauk o toploti, Horst Herr , 1997 .
Ta procedura zgleda takole:
for (d2=1;d2<500;d2=d2+1)
{
delta=d2+d11; //debelina izolacije je nezadostna , zato jo povecamo za 5mm
razlika=qa-qi;//temperaturna razlika med notranjostjo in zunanjostjo
Rli=1/(alfai*pi*(di/1000)); //upornost pri prestopu toplote iz vode / plina na cev
Rl1 = (Math.log((d11/di))/(lambda1*2*pi)); // upornost pri prehodu toplote skozi cev
Rl2 = (Math.log((delta/d11))/(lambda2*2*pi)) ; // upornost pri prehodu toplote skozi izolacijo
Rlex =1/(alfaex*pi*(delta/1000)); //upornost pri prestopu toplote iz izolacije na zrak
Rt=Rli+Rl1+Rl2+Rlex;//skupna upornost prestopov toplote
qsi=qi+(Rli/Rt)*razlika;//toplota na notranji povrsini cevi
q1=qsi+(Rl1/Rt)*razlika;//toplota na meji med cevjo in izolacijo;
temp=qa-teta2;
if (q1 > temp)
{
doc.rezultat.value=0;
break;
}
q2=q1+( (Rl2/Rt)*razlika);
if (q2>temp)
{
doc.rezultat.value=d2;
break;
}
& } //end for
return d2;
}
Kar se tiče izračuna sta tale dva algoritma bistvena za rešitev problema. Pri rešitvi problema
sem uporabil še eno "standardno" funkcijo, ki kreira iz zaporedja simbolov, polje (array).
Preprečitev površinske kondenzacije ni odvisna samo od parametrov , ki vplivajo na površinsko temperatur ampak tudi od relativne vlažnosti okolišnjega zraka, ki pogosto ni natančno naveden. Težko je določiti katera je največja relativna vlažnost. V nekaterih primerih primerih sprememba relativne vlažnosti ali površinskih temperatur še poveča rosenje.
Spoznajmo Java Script , Peter Hribar , 1998
Toplotna tehnika v zgradbah , Saso Medved, 1997
Nauk o toploti ; Horst Herr , 1997
Osnove Numerične Matematike , Bojan Orel, FRI 1997
Osnove in postopki konstruiranja (OPK)
šolsko leto 2000/2001
Avtor poročila in vaje : Bizjak Denis