保溫管道的熱損失精

1、保溫管道的熱損失(加30%安全系數(shù)計(jì)算：Qt=2兀(TVTA/(LnD0/D1)1/+2/(D0aX1.3式中：Qt一單位長(zhǎng)度管道的熱損失，W/m；Qp一單位平面的熱損失，W/m2;TV一系統(tǒng)要求的維持溫度，C；TA當(dāng)?shù)氐淖畹铜h(huán)境溫度C；入耶溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(mC,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+26;6耶溫層厚度，m；Ln自然對(duì)數(shù)；a3溫層外表面向大氣的散熱系數(shù)，W/(nTC與風(fēng)速必(m/s有關(guān),a=1.163(6+1/2W/(C蒸汽：QT=(2*3.14*170)°/(In(0.113/0.108)/0.043+2/(0.113*1.1

2、63*(6+0.2/2)=1067.6/(0.0392/0.043+2/0.802)=1067.6/3.42312.12*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/(ln(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*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

3、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GB50264-97附錄B,當(dāng)設(shè)備管道外表面溫度T0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/m2；季節(jié)運(yùn)行工況279W/m20本問(wèn)題只提供了蒸汽

4、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)。(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200mm的管道50m/so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（6000

5、Kg/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GB50264-97。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=T0-Ta/（D1/2入lnD1/D0+1/as（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=I!D1Q（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：T0取250C（蒸汽管道外表面溫度）Ta取12.9C（石家莊地區(qū)年平均溫度）D1取0.419m（蒸汽管道絕熱層外徑）D0取0.219m（蒸汽管道外徑）入取0

6、.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=100.63W/m2（以每平方米絕熱層外表面表示的熱損失量）q=132.4W/m（以每米管道長(zhǎng)度表示的熱損失量）3000mx132.4W/m=397200W=1429920KJ/h3、計(jì)算長(zhǎng)度3000米、DN200管道流量6t/h時(shí)過(guò)熱蒸汽的熱量始值：從過(guò)熱蒸汽表中差得：壓力1.4MPa溫度250c蒸汽的的始值為2927.6KJ/Kg。6000Kg/h2927.6KJ/Kg=17565600KJ/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：11

7、2992047565600=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=100.63W/nf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GB50264-97附錄B'當(dāng)設(shè)備管道外表面溫度T0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/nf"；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)算公式二八AAT/A式中:6-單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)平壁的熱量(W;A-平壁面積('MA2'

8、;A-物體的熱導(dǎo)率W/(MKA-物體的厚度(M;AT-平壁兩表面之間的溫度差(Ko氣溫0°時(shí)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/小時(shí)氣溫0°時(shí)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

9、散發(fā)的熱量大小關(guān)系單位時(shí)間加熱器產(chǎn)熱Q1=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/(kgC)T2-T1為溫度差，單位C由于干空氣在45c比熱為1010J/(kgC),空氣密度為1.11kg/m3所以質(zhì)量流量為qv*p=(200/3600*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-T1=15.9C即會(huì)超過(guò)45C,一直升到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/mKo其中“W旨熱功率單位，“

10、mi代表長(zhǎng)度單位米，而“K為絕對(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)！materialconductivityK(W/m.Kdiamond鉆石2300silver銀429cooper銅401gold金317aluminum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500.09落葉松木00.13木屑500.05普通松木450.080.11海砂200.03楊木1000.1研碎軟木200.04膠合板00.125壓縮軟木200.07纖維素00.46聚苯乙烯1000.08絲200

11、.040.05硫化橡膠500.220.29爐渣500.84鍥鋁鈕合金032.7硬質(zhì)膠250.18青銅3032153白樺木300.15殷鋼3011橡木200.17康銅3020.9雪松00.095黃銅2070183柏木200.1鍥銘合金2012.3171普通冕玻璃201石棉00.160.37石英玻璃41.46紙120.060.13燧石玻璃320.795皮棉4.10.03重燧石玻璃12.50.78礦渣棉00.050.14精制玻璃120.9氈0.04汽油120.11蠟0.04凡士林120.184紙板0.14關(guān)然氣”油120.14皮革0.180.19甘油00.276冰2.22煤油1000.12新下的雪0

12、.1篦麻油5000.18填實(shí)了的雪0.21橄欖油00.165瓷1.05已燒00.152石蠟油0.123二氯乙烷0.147變壓器油0.12890海酸0.354石油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內(nèi)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PVCPA松木導(dǎo)熱系數(shù)

13、58.22030.160.230.17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雙層中空玻璃59X53.2651>2>53.11一層中空玻璃5X9X5X9X52.22512>5M2>52.08Lhw-E中空玻璃5X2X51.71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%F13?3VP4m-®2

14、J.Rt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)定傳熱：，u*y7,V5f,D+r+g&f7b8u1fB!D#e;P（w39Vy#g;n#d5?6Op;|#j+C4S&J!#j,F%（K!t-Z1Td1b8G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，則：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,則：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

15、壁表面為基準(zhǔn)：對(duì)于薄層圓筒壁<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)imtm,則積分結(jié)果如下：Q=KA積分，因?yàn)镵和（Tt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-t）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.i411Y2d:'c（e+v%u（E!X/|1C6k6P:12e0;k%H.10T#i'e1L2w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，這往往是由于傳熱表面有

16、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2p/q3H%t%R3R0iS"WX7o!Y3v3fb8?5k9b7K/o$NK*X-5K式中R1、R2傳熱面兩側(cè)的污垢熱阻，m2?K/W0為消除污垢熱阻的影響，應(yīng)定期清洗換熱器。0?/u'MG"L0e4.4.2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#N2s,m*Q或（2）有相變?nèi)魺崃黧w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:K4e,八1q5U式中一流體放出或吸收的熱量，J/s；流體的汽化潛熱，kJ/kg；Ts飽和