保温管道的热损失(精)

保温管道的热损失 加30 安全系数 计算 Qt 2 TV TA LnD0 D1 1 2 D0 1 3 式中 Qt 单位长度管道的热损失 W m Qp 单位平面的热损失 W TV 系统要求的维持温度 TA 当地的最低环境温度 保温材料的导热系数 W m 见表3 D1 保温层内径 管道外径 m D0 保温层外径 m D0 D1 2 保温层厚度 m Ln 自然对数 保温层外表面向大气的散热系数 W 与风速 m s有关 1 163 6 1 2 W 蒸汽 QT 2 3 14 170 ln 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 小时 由此6吨蒸汽锅炉每小时360万大卡将损耗2 7个百分点 热水 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 08大卡 小时 由此6吨热水锅炉每小时360万大卡将损耗3个百分点热量 常用保温材料导热系数 保温材料 导热系数W m 玻璃纤维 0 036 矿渣棉 0 038 硅酸钙 0 054 膨胀珍珠岩 0 054 蛭 石 0 084 岩 棉 0 043 聚氨脂 0 024 聚苯乙烯 0 031 泡沫塑料 0 042 石 棉 0 093 管道材质修正系数 管道材料 修正系数 碳 钢 1 铜 0 9 不锈钢 1 25 塑 料 1 5 蒸汽在管网中输送过程中的热损失大小 主要取决与保温结构和凝结水输排量 的多少 下面试着计算回答一下楼主的问题 1 计算参数条件 1 根据 工业设备及管道绝热工程设计规范 GB 50264 97 附录B 当设备管道外表面温度T 0为250 时 绝热层外表面最大允许热损失量Q 值常年运行工况163W 季节运行工况279W 本问题只提供了蒸汽的压力为1 4MPa 蒸汽温度为250 管径为DN200 保温层厚度为100mm 没有说明保温层材料选用的是哪种 如果假设本管道为全年运行工况 保温层材料 选用的是岩棉管壳其导热系数 0 054 0 063W m 2 本问题没有提供管道输送蒸汽的流量为多大 根据 城市热力网设计规范 7 3 4蒸汽热力网供热介质的最大允许设计流速应采取下列数值 1 过热蒸汽管道 1 公称直径大于200mm 的管道80m s 2 公称直径小于等于200mm 的管道50m s 查蒸汽管道水力计算表 当管径DN200mm 蒸汽的管道流速49 6m s时 可通过蒸汽的流量为6t h 所以 本计算假设的流量按6t h 6000Kg h 计 2 热损失计算 1 计算依据 工业设备及管道绝热工程设计规范 GB 50264 97 4 4 3求绝热层的热 冷损失量应按下式计算 4 4 3 1 圆筒型单层绝热结构热冷损失量应按下式计算 Q T 0 T a D 1 2 ln D 1 D 0 1 s W 式中 Q 为以每平方米绝热层外表面积表示的热损失量 两种不同热损失单位之间的数值转换 应采用下式计算 q D1 Q W m 式中 q 为以每米管道长度表示的热损失量 2 计算 式中 T 0取250 蒸汽管道外表面温度 T a 取12 9 石家庄地区年平均温度 D 1取0 419m 蒸汽管道绝热层外径 D 0取0 219m 蒸汽管道外径 取0 06W m 岩棉管壳导热系数 s 取11 63W 绝热层外表面向周围环境的放热系数 用以上数据套入以上两式中得 Q 100 63 W 以每平方米绝热层外表面表示的热损失量 q 132 4 W m 以每米管道长度表示的热损失量 3000m 132 4 W m W KJ h 3 计算长度3000米 DN200管道流量6t h时过热蒸汽的热量焓值 从过热蒸汽表中差得 压力1 4MPa 温度250 蒸汽的的焓值为2927 6KJ Kg 6000Kg h 2927 6KJ Kg KJ h 4 计算本条长度为3000m 过热蒸汽管道的保温层热损失的百分比 0 081 8 1 5 另外还得根据疏水装置的多少 计入管道疏水的热量损失 从上述以每平方米绝热层外表面表示的热损失量计算结果Q 100 63 W 的数值看 小于 工业设备及管道绝热工程设计规范 GB 50264 97 附录B 当设备管道外表面温度T 0为250 时 绝热层外表面最大允许热损失量Q 值常年运行工况163W 保温层的设计厚度及选用材料正确合格 以上计算不知正确与否 供楼主参考 并请其他专家老师及同行朋友帮助核算 验证 谢谢 通过平壁的导热量计算公式 A T 式中 单位时间内通过平壁的热量 W A 平壁面积 M 2 物体的热导率 W M K 物体的厚度 M T 平壁两表面之间的温度差 K 气温0 时 相对于水 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 小时 气温0 时 相对于气 0 54 596 2 50 273 15 5瓦 5焦 秒 5 4 184 24865 56卡 秒 24865 56 3600 1000 89516 01大卡 小时 那要看单位时间内产生的热量和风扇带动空气散发的热量大小关系 单位时间加热器产热Q1 1000J 单位时间散热Q2 W C T2 T1 W2为空气的质量流量kg S C 为空气的等压比热容J kg T2 T1为温度差 单位 由于干空气在45 比热为1010J kg 空气密度为1 11kg m3 所以质量流量为qv 200 3600 1 11 0 062kg s 注意应该都化为国际标准单位 当Q1 Q2时 热恒定 即 1000 0 062 1010 T2 T1 温差T2 T1 15 9 即会超过45 一直升到60 9 温度恒定不变 热传导系数的定义为 每单位长度 每K 可以传送多少W 的能量 单位为W mK 其中 W 指热功率单位 m 代表长度单位米 而 K 为绝对 温度单位 该 数值越大说明导热性能越好 以下是几种常见金属的热传导系数表 银 429 铜 401 金 317 铝 237 铁 80 锡 67 铅 34 8 各种物质导热系数 material conductivity K W m K diamond 钻石 2300 silver 银 429 cooper 铜 401 gold 金 317 aluminum 铝 237 各物质的导热系数 物质 温度 导热系数 物质 温度 导热系数 亚麻布 50 0 09 落叶松木 0 0 13 木屑 50 0 05 普通松木 45 0 08 0 11 海砂 20 0 03 杨木 100 0 1 研碎软木 20 0 04 胶合板 0 0 125 压缩软木 20 0 07 纤维素 0 0 46 聚苯乙烯 100 0 08 丝 20 0 04 0 05 硫化橡胶 50 0 22 0 29 炉渣 50 0 84 镍铝锰合金 0 32 7 硬质胶 25 0 18 青铜 30 32 153 白桦木 30 0 15 殷钢 30 11 橡木 20 0 17 康铜 30 20 9 雪松 0 0 095 黄铜 20 70 183 柏木 20 0 1 镍铬合金 20 12 3 171 普通冕玻璃 20 1 石棉 0 0 16 0 37 石英玻璃 4 1 46 纸 12 0 06 0 13 燧石玻璃 32 0 795 皮棉 4 1 0 03 重燧石玻璃 12 5 0 78 矿渣棉 0 0 05 0 14 精制玻璃 12 0 9 毡 0 04 汽油 12 0 11 蜡 0 04 凡士林 12 0 184 纸板 0 14 天然气 油 12 0 14 皮革 0 18 0 19 甘油 0 0 276 冰 2 22 煤油 100 0 12 新下的雪 0 1 蓖麻油 500 0 18 填实了的雪 0 21 橄榄油 0 0 165 瓷 1 05 已烷 0 0 152 石蜡油 0 123 二氯乙烷 0 147 变压器油 0 128 90 硫酸 0 354 石油 0 14 醋酸 18 石蜡 0 12 硝基苯 0 159 柴油机燃油 0 12 二硫化碳 0 144 沥青 0 699 甲醇 0 207 玄武岩 2 177 四氯化碳 0 106 拌石水泥 1 5 三氯甲烷 0 121 花岗石 2 68 3 35 氨气 0 022 丙铜 0 177 水蒸汽 0 0235 0 025 苯 0 139 重水蒸汽 0 072 水 0 54 空气 0 024 聚苯板 0 04 木工板 0 1 0 2 重水 0 559 硫化氢 0 013 表 2 窗体材料导热系数 窗框材料 钢材 铝合金 PVC PA 松木 导热系数 58 2 203 0 16 0 23 0 17 表 3 不同玻璃的传热系数 玻璃类型 玻璃结构 m 传热系数 K w m2 k 单层玻璃 6 2 双层中空玻璃 5 9 5 3 26 5 12 5 3 11 一层中空玻璃 5 9 5 9 5 2 22 5 12 5 12 5 2 08 Lhw E 中空玻璃 5 12 5 1 71 总传热速率方程 间壁两侧流体的热交换过程包括如下三个串联的传热过程 流体在换热器中沿管长方向的温 度分布如图所示 现截取一段微元来进行研究 其传热面积为 dA 微元壁内 外流体温度 分别为 T t 平均温度 则单位时间通过 dA 冷 热流体交换的热量 dQ 应正比于壁面两 侧流体的温差 即 F1 3 3 P4 m 2 J P 前已述及 两流体的热交换过程由三个串联的传热过程组成 管外对流 管壁热传导 管内对流 对于稳定传热 u y 7 V5 f D r g P w3 9 V y g n d5 6 O p j C4 S k H l0 T i e1 L2 w 三 污垢热阻 换热器使用一段时间后 传热速率 Q 会下降 这往往是由于传热表面有污垢积存的缘故 污垢的存在增加了传热热阻 虽然此层污垢不厚 由于其导热系数小 热阻大 在计 算 K 值时不可忽略 通常根据经验直接估计污垢热阻值 将其考虑在 K 中 即 2 p q3 H t R3 R0 i S W X7 o Y3 v3 f b8 5 k9 b7 K o N K X 5 K 式中 R1 R2 传热面两侧的污垢热阻 m2 K W 为消除污垢热阻的影响 应定期清洗换热器 0 u M G L0 e 4 4 2 热量衡算式和传热速率方程间的关系 如图所示的换热过程 冷 热流体的进 出口温度分别为 t1 t2 T1 T2 冷 热流体的质 量流量为 G1 G2 设换热器绝热良好 热损失可以忽略 则两流体流经换热器时 单位时 间内热流体放出热等于冷流体吸收热 1 无相变 J N2 s m Q 或 2 有相变 若热流体有相变化 如饱和蒸汽冷凝 而冷流体无相变化 如下式所示 b i K4 e 1 q5 U 式中 流体放出或吸收的热量 J s 流体的汽化潜热 kJ kg Ts 饱和蒸汽温度 T1 热负荷是