保溫管道地?zé)釗p失

1、保溫管道的熱損失(加30%安全系數(shù)計(jì)算:Qt=2 n (TVTA / ( LnD0/D1 ) 1/ 入 +2/( D0 a X 1.3式中：Qt 單位長(zhǎng)度管道的熱損失，W/m;Qp 單位平面的熱損失，W/ m2;TV 系統(tǒng)要求的維持溫度，C；TA 當(dāng)?shù)氐淖畹铜h(huán)境溫度 C；入保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)， W/(m C,見(jiàn)表3;D1 保溫層內(nèi)徑，(管道外徑m；D0 保溫層外徑，m; D0=D1+2 S;S 保溫層厚度，m ；Ln 自然對(duì)數(shù)；a 保溫層外表面向大氣的散熱系數(shù)，W/(mC與風(fēng)速3, (m/s有關(guān),a =1.163(6+ 3 1/2 W/(C蒸汽：QT= ( 2*3.14*170 ) / (In

2、 (0.113/0.108) /0.043+2/ (0.113*1.163*(6+0.2/2)=1067.6/ (0.0392/0.043+2/0.802)=1067.6/3.42=312.12 瓦 /米312.12*360 米*60 秒*60 分/4.184/1000=96679.6大卡/小時(shí)由此6噸蒸汽鍋爐每小時(shí)360萬(wàn)大卡將損耗2.7個(gè)百分點(diǎn) 熱水QT=( (2*3.14*70/(1 n(0.227/0.219/0.024+2/(0.219*1.163*6.1 =439.6/( 0.0296/0.024+2/1.554)=439.6/2.52=174.44 瓦 /米174.44*360*

3、2*3600/4.184/1000=108066.08 大卡/小時(shí)由此6噸熱水鍋爐每小時(shí)360萬(wàn)大卡將損耗3個(gè)百分點(diǎn)熱量 常用保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/ (m. C玻璃纖維0.036礦渣棉0.038硅酸鈣0.054膨脹珍珠巖0.054蛭石0.084巖棉0.043聚氨脂0.024聚苯乙烯0.031泡沫塑料0.042石棉0.093管道材質(zhì)修正系數(shù)管道材料修正系數(shù)碳鋼1銅0.9不銹鋼1.25塑料1.5蒸汽在管網(wǎng)中輸送過(guò)程中的熱損失大小，主要取決與保溫結(jié)構(gòu)和凝結(jié)水輸排量 的多少；下面試著計(jì)算回答一下樓主的問(wèn)題。1、計(jì)算參數(shù)條件(1) 根據(jù)工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50264-97

4、附錄B，當(dāng)設(shè) 備管道外表面溫度T 0為250C時(shí)，絕熱層外表面最大允許熱損失量 Q值常年運(yùn)行 工況163W/川；季節(jié)運(yùn)行工況 279W/譏本問(wèn)題只提供了蒸汽的壓力為1.4MPa，蒸汽溫度為250C，管徑為DN200, 保溫層厚度為100mm，沒(méi)有說(shuō)明保溫層材料選用的是哪種。如果假設(shè)本管道為全 年運(yùn)行工況，保溫層材料選用的是巖棉管殼其導(dǎo)熱系數(shù)入=0.0540.063W/(m-C)0(2) 本問(wèn)題沒(méi)有提供管道輸送蒸汽的流量為多大，根據(jù)城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī) 范7.3.4蒸汽熱力網(wǎng)供熱介質(zhì)的最大允許設(shè)計(jì)流速應(yīng)采取下列數(shù)值：1過(guò)熱蒸汽管道：1）公稱直徑大于200mm的管道80m/s； 2）公稱直徑小于等于2

5、00mm的管道 50m/s。查蒸汽管道水力計(jì)算表：當(dāng)管徑 DN200mm蒸汽的管道流速49.6m/s時(shí)，可通 過(guò)蒸汽的流量為6t/h;所以，本計(jì)算假設(shè)的流量按 6t/h（6000Kg/h）計(jì)。2、熱損失計(jì)算（1） 計(jì)算依據(jù)：工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50264-97。4.4.3求絕熱層的熱、冷損失量應(yīng)按下式計(jì)算：4.4.3.1圓筒型單層絕熱結(jié)構(gòu)熱冷損失量應(yīng)按下式計(jì)算：Q = T 0- T a / （D 1/2 ） ln D 1/ D 0 + 1/ a s（W/ m2）式中：Q為以每平方米絕熱層外表面積表示的熱損失量。兩種不同熱損失單位之間的數(shù)值轉(zhuǎn)換，應(yīng)采用下式計(jì)算：q =nD1 Q

6、（W/m）式中：q為以每米管道長(zhǎng)度表示的熱損失量。（2）計(jì)算：式中：T 0取250C （蒸汽管道外表面溫度）T a取129C（石家莊地區(qū)年平均溫度）D 1取0.419m （蒸汽管道絕熱層外徑）D 0取0.219m （蒸汽管道外徑）入取0.06W/m C （巖棉管殼導(dǎo)熱系數(shù)）a取11.63W/ m2 -C（絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)）用以上數(shù)據(jù)套入以上兩式中得：Q = 100.63 W/m （以每平方米絕熱層外表面表示的熱損失量）q = 132.4 W/m （以每米管道長(zhǎng)度表示的熱損失量）3000mXl32.4 W/m= 397200 W = 1429920 KJ/h3、 計(jì)算長(zhǎng)度3000

7、米、DN200管道流量6t/h時(shí)過(guò)熱蒸汽的熱量焓值：從過(guò)熱蒸汽表中差得：壓力1.4MPa溫度250C蒸汽的的焓值為2927.6KJ/Kg。6000Kg/h ：2927.6KJ/Kg = 17565600 KJ/h4、計(jì)算本條長(zhǎng)度為3000m過(guò)熱蒸汽管道的保溫層熱損失的百分比：1129920 #7565600= 0.081 = 8.1%5、另外還得根據(jù)疏水裝置的多少，計(jì)入管道疏水的熱量損失。從上述以每平方米絕熱層外表面表示的熱損失量計(jì)算結(jié)果 Q = 100.63 W/m的 數(shù)值看，小于工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50264-97附錄B當(dāng)設(shè)備 管道外表面溫度T 0為250C時(shí)，絕熱層外表

8、面最大允許熱損失量 Q值常年運(yùn)行工 況163W/m”；保溫層的設(shè)計(jì)厚度及選用材料正確合格。以上計(jì)算不知正確與否，供樓主參考，并請(qǐng)其他專家老師及同行朋友幫助核算 驗(yàn)證。謝謝！通過(guò)平壁的導(dǎo)熱量計(jì)算公式AA T/ 式中:0-單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)平壁的熱量(W ；A-平壁面積(MT ;A -物體的熱導(dǎo)率W/(M -K物體的厚度(M ;AT-平壁兩表面之間的溫度差(K 0氣溫0寸相對(duì)于水? =0.0241*596.2* (50+273.15)? =4643.15 瓦=4643.15 焦 / 秒=4643.15/4.184=1109.73卡 / 秒=1109.73*3600/1000 ?= 3995.06大卡/

9、小時(shí)氣溫0寸相對(duì)于氣? =0.54*596.2* (50+273.15)? =101037.5 瓦=101037.5 焦 /秒=101037.5/4.184=24865.56卡 /秒=24865.56*3600/1000 ?= 89516.01大卡 / 小時(shí)那要看單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量和風(fēng)扇帶動(dòng)空氣散發(fā)的熱量大小關(guān)系單位時(shí)間加熱器產(chǎn)熱Q仁1000J單位時(shí)間散熱Q2=W*C*(T2-T1W2為空氣的質(zhì)量流量kg/SC為空氣的等壓比熱容J/ (kg C)T2-T1為溫度差，單位C由于干空氣在45C比熱為1010J/ (kg C),空氣密度為1.11kg/m3所以質(zhì)量流量為qv* p =(200/36

10、00*1.11=0.062kg/s(注意應(yīng)該都化為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位當(dāng) Q1=Q2 時(shí)，熱恒定，即：1000=0.062*1010*(T2-T1)溫差T2-T仁159C即會(huì)超過(guò)45 C, 直升到60.9C溫度恒定不變熱傳導(dǎo)系數(shù)的定義為：每單位長(zhǎng)度、每K ,可以傳送多少 W的能量，單位為W/mK。其中“ W”旨熱功率單位，“ m代表長(zhǎng)度單位米，而“ K”絕對(duì)溫度單位。該數(shù)值越大說(shuō)明導(dǎo)熱性能越好。以下是幾種常見(jiàn)金屬的熱傳導(dǎo)系數(shù)表：銀429銅401金317鋁237鐵80錫67鉛34.8各種物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)！material con ductivity K(W/m.K diamond 鉆石 2300 silve

11、r 銀 429 cooper 銅 401 gold 金 317 aluminum 鋁 237 各物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)物質(zhì)溫度導(dǎo)熱系數(shù)物質(zhì)溫度導(dǎo)熱系數(shù)亞麻布50 0.09落葉松 木0 0.13木屑50 0.05普通松木45 0.080.11海砂20 0.03楊木100 0.1研碎軟木200.04膠合板0 0.125壓縮軟木20 0.07纖維素0 0.46聚苯乙烯100 0.08絲20 0.040.05硫化橡膠50 0.220.29爐渣50 0.84鎳鋁錳合金0 32.7硬質(zhì)膠25 0.18青銅3032153白樺木30 0.15殷鋼30 11橡木20 0.17康銅30 20.9雪松0 0.095黃銅20

12、70183柏木20 0.1鎳鉻合金20 12.3171普通冕玻璃20 1石棉0 0.160.37石英 玻璃4 1.46紙12 0.060.13燧石玻璃32 0.795皮棉4.1 0.03重燧石玻璃12.5 0.78礦渣棉0 0.050.14精制玻璃12 0.9氈0.04汽油12 0.11蠟0.04凡士林12 0.184紙板0.14天然氣”油12 0.14皮革0.180.19甘油0 0.276冰2.22煤油1000.12新下的雪0.1蓖麻油500 0.18填實(shí)了的雪0.21橄欖油0 0.165瓷1.05已烷00.152石蠟油0.123二氯乙烷0.147變壓器油0.128 90%硫酸0.354石油

13、0.14醋酸18 石蠟0.12硝基苯0.159柴油機(jī)燃油0.12二硫化碳0.144瀝青0.699甲醇0.207玄武 巖2.177四氯化碳0.106拌石水泥1.5三氯甲烷0.121花崗石2.683.35氨氣* 0.022 丙銅0.177水蒸汽* 0.02350.025苯0.139重水蒸汽* 0.072水0.54空氣* 0.024聚 苯板0.04木工板0.1-0.2重水0.559硫化氫* 0.013表2窗體材料導(dǎo)熱系數(shù) 窗框材料 鋼材鋁合金PVC PA松木導(dǎo)熱系數(shù)58.2 203 0.16 0.23 0.17表 3不同玻璃的傳熱系 數(shù)玻璃類型玻璃結(jié)構(gòu)（m傳熱系數(shù)K-w/（m2-k單層玻璃6.2雙層

14、中空玻璃5 gX5 3.26 5 t25 3.11 一層中空玻璃 5X 9X 5X 9X 5 2.22 5 做55 2.08 Lhw-E 中空 玻璃 5 X2X5 1.71總傳熱速率方程間壁兩側(cè)流體的熱交換過(guò)程包括如下三個(gè)串聯(lián)的傳熱過(guò)程。流體在換熱器中沿管長(zhǎng)方向的溫 度分布如圖所示，現(xiàn)截取一段微元來(lái)進(jìn)行研究， 其傳熱面積為dA，微元壁內(nèi)、外流體溫度 分別為T、t （平均溫度），則單位時(shí) 間通過(guò)dA冷、熱流體交換的熱量dQ應(yīng)正比于壁面兩 側(cè)流體的溫差，即 % F1 3 ?3 V P4 m- 2 J. P前已述及，兩流體的熱交換過(guò)程由三個(gè)串聯(lián)的傳熱過(guò)程組 成：管外對(duì)流：管壁熱傳導(dǎo)：管內(nèi)對(duì)流：對(duì)于穩(wěn)

15、定傳熱：，u* y 7 , V5 f, D+ r+ g& f 7 b8 u1 f B! D# e; P（ w3 9 V y # g; n# d5 ?6 O p ; |# j+ C4 S& J! # j, F% （ K ! t- Z1 T d1 b8 G與，即 對(duì)比，得：式中K總傳熱系數(shù)，w/m2?K。討論： 1 當(dāng)傳熱面為平面時(shí)，dA=dA1=dA2=dAm，貝2 當(dāng)傳熱面為圓筒壁時(shí)，兩側(cè) 的傳熱面積不等，如以外表面為基準(zhǔn)（在換熱器系列化標(biāo)準(zhǔn)中常如此規(guī)定），即取上式中dA=dA1，貝或式中K1以換熱管的外表面為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù)；dm換熱管的對(duì)數(shù)平均直徑，。以內(nèi)表面為基準(zhǔn)：以壁表面為基準(zhǔn)：對(duì)于薄

16、層圓筒壁2,近似用平壁計(jì)算（誤差4%,工程計(jì)算可接受）。3. 1/K值的物理 意義：二、總傳熱速率方程 若想求出整個(gè)換熱器的q,需要對(duì)【in【m,則積分結(jié) 果如下：Q二KA 積分，因?yàn)镵和（T t均具有局部性，因此積分有困難。為此， 可以將該式中K取整個(gè)換熱器的平均值 K，（T -1）也取為整個(gè)換熱器上的平均值tm為平均溫度差。此式即為總傳熱速率方程；式中 K為平均總傳熱系數(shù)；*T& e. i4 11 Y2 d : c（ e+ v% u（ E ! X/ |1 C6 k6 P: 12 e0 ; k% H. 10 T # i e1 L2 w 三、 污垢熱阻 換熱器使用一段時(shí)間后，傳熱速率 Q會(huì)下降

17、，這往往是由于傳熱表面有 污垢積存的緣故，污垢的存在增加了傳熱熱阻。雖然此層污垢不厚，由于其導(dǎo)熱 系數(shù)小，熱阻大，在計(jì)算 K值時(shí)不可忽略。通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)直接估計(jì)污垢熱阻值， 將其考慮在 K 中，即 2 p/ q3 H% t% R3 RO i S W X7 o! 丫3 v3 f b8 ? 5 k9 b7 K o$ N K* X- 5 K式中R1、R2傳熱面兩側(cè)的污垢熱阻，m2?K/W。為消除污垢熱阻的影響，應(yīng)定期清洗換熱器。0 ?/ u M G LO e 442熱量衡算式和傳熱速率方程間的關(guān)系 如圖所示的換熱過(guò)程，冷、熱流體的進(jìn)、出口溫度分 別為t1、t2, T1、T2,冷、熱流體的質(zhì) 量流量為G1、G2。設(shè)換熱器絕熱良好，熱 損失可以忽略，則兩流體流經(jīng)換熱器時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)熱流體放出熱等于冷流體吸收熱。（1）無(wú)相變% J# N2 s, m* Q或（2）有相變 若熱流體有相變化，如飽和 蒸汽冷凝，而冷流體無(wú)相變化，如下式所示：* b- i: K4 e, /1 q5 U式中一-體放出或吸收的熱量，J/s； 體的汽化潛熱，kJ/kg； Ts一 和蒸