保温保冷厚度计算举例

1 一 蒸汽管道保温厚度计算一 蒸汽管道保温厚度计算 计算的已知条件 管道直径 219mm 管道长度 100m 管道内介质温度 t0 400 和 150 环境温度 平均温度 ta 25 保温表面温度 ts 45 温差 20 CAS 铝镁质保温隔热材料的导热方程 0 038 0 00015tcp 导热系数修正系数 1 2 复合硅酸盐保温材料的导热方程 0 038 0 00018tcp 导热系数修正系数 1 8 120kg m3管壳的导热方程 0 048 0 00021 tcp 导热系数修正系数 1 8 注 复合硅酸盐 岩棉管壳的导热方程摘自 保温绝热材料及其制品的生产工艺与质量检验标准规范 实用手册 1 介质温度为 400 表面温度为 45 温差为 20 材料保温厚度计算 CAS 铝镁质保温隔热材料 热面 400 冷面 45 的平均导热系数 0 038 0 00015 400 45 2 1 2 0 0857 复合硅酸盐保温隔热材料 热面 400 冷面 45 的平均导热系数 0 038 0 00018 400 45 2 1 8 0 1405 岩棉管壳 热面 400 冷面 45 的平均导热系数 0 048 0 00021 400 45 2 1 8 0 1705 温差为 20 室内管道表面换热系数 as 5 0 3 4 1 27 9 67w k a 用 CAS 铝镁质保温隔热材料保温 D1ln D1 D 2 t0 ts 2 0 0852 400 45 9 67 45 25 0 3128 D1 D ln D1 D 0 3128 0 219 1 4282 查表 X XlnX 函数得到 X D1 D 2 02 采用内查法 XlnX X 1 4192 02 1 4392 03 1 439 1 419 0 02 0 02 10 0 002 1 4282 1 419 0 0092 0 0092 0 002 4 6 1 4282 对应的 X 为 2 02 2 03 2 02 4 6 2 0246 保温层厚度 D X 1 2 219 2 02 1 2 111 7mm 保温厚度定为 110mm b 用复合硅酸盐保温 D1ln D1 D 2 t0 ts 2 0 1405 400 45 9 67 45 25 0 5158 2 D1 D ln D1 D 0 5158 0 219 2 3552 查表得到 X D1 D 2 53 保温层厚度 D X 1 2 167 5mm 保温厚度定为 170mm C 采用岩棉管壳保温 D1ln D1 D 2 t0 ts 2 0 1705 400 45 9 67 45 25 0 6259 D1 D ln D1 D 0 6259 0 219 2 8581 查表得到 X D1 D 2 79 保温层厚度 D X 1 2 196 00mm 保温厚度定为 195mm 2 介质温度为 150 表面温度为 45 温差为 20 材料保温厚度计算 CAS 铝镁质保温隔热材料 热面 150 冷面 45 的平均导热系数 0 038 150 45 2 0 00015 1 2 0 0632 复合硅酸盐保温隔热材料 热面 150 冷面 45 的平均导热系数 0 038 150 45 2 0 00018 1 8 0 1000 岩棉管壳 热面 150 冷面 45 的平均导热系数 0 048 150 45 2 0 00021 1 8 0 1233 温差为 20 室内管道表面换热系数 as 5 0 3 4 1 27 9 67w k a 用 CAS 铝镁质保温隔热材料保温 D1ln D1 D 2 t0 ts 2 0 0632 150 45 9 67 45 25 0 0686 D1 D ln D1 D 0 0686 0 219 0 3134 查表得到 X D1 D 1 28 保温层厚度 D X 1 2 30 66mm 保温厚度定为 30mm b 用复合硅酸盐保温 D1ln D1 D 2 t0 ts 2 0 1 150 45 9 67 45 25 0 1086 D1 D ln D1 D 0 1086 0 219 0 4959 查表得到 X D1 D 1 42 保温层厚度 D X 1 2 45 99mm 保温厚度定为 45mm C 采用岩棉管壳保温 3 D1ln D1 D 2 t0 ts 2 0 1233 150 45 9 67 45 25 0 1339 D1 D ln D1 D 0 1339 0 219 0 6113 查表得到 X D1 D 1 505 保温层厚度 D X 1 2 55 29mm 保温厚度定为 55mm 二 分支管道指定温降条件输送流体保温厚度计算二 分支管道指定温降条件输送流体保温厚度计算 已知条件 凝结水蒸汽由罐 A 分配给车间 B C D 使用 如图所示 由罐 A 流出的水温为 90 至 B C D 各车间温度为 89 各段管道的长度和流量如表所列 室外环境温度为 20 室外平均风速为 3m s 若以 CAS 铝镁质保温隔热材料做保温层 确定其保温厚度 A 管段管外经 mm 管长 L m 流量 G kg h A 127315080 103 1 B1087520 103 1 221924060 103 2 C1597530 103 2 D15910530 103 D 设保温层表面温度为 30 保温材料的导热系数 0 038 0 00015 90 30 2 1 2 0 0564 w m c 计算结点 1 结点 2 处温度确定主管线 A 1 2 D 的 L G Lc Kr L 1 15L Kr 管道保温热损失附加系数 LA D GA D 150 1 15 80 103 240 1 15 60 103 105 1 15 30 103 0 0022 0 0046 0 0040 0 0108 1 计算各段温度的分配 A 1 管段的温降的计算公式 tA t1 tA tD LA 1 GA 1 LA D GA D 90 89 0 0022 0 0108 0 2 结点 1 处的温度 t1 90 0 2 89 8 1 2 管段的温降的计算公式 t1 t2 tA tD L1 2 G1 2 LA D GA D 90 89 0 0046 0 0108 0 426 结点 2 处的温度 t2 89 8 0 426 89 376 2 D 管段的温降的计算公式 4 t2 tD tA tD L2 D G2 D LA D GA D 90 89 0 0022 0 0108 0 37 结点 D 处的温度 tD 89 376 0 37 89 004 2 按无分支管道计算各段隔热厚度 在无分支管道计算中 tA ta t2 ta 90 20 89 20 1 02 2 则 保温厚度按下列公式计算 ln D0 Di 2 Lc tm ta G C t1 t2 1 D0a D0 Di 2 Lc Kr L A 1 管段 设该管段保温层厚度为 35mm 则 D0 0 343m 保温层换热系数 a 11 6 7 Vw 11 6 7 3 23 7 w m 2 1 水的比热 C 1 163 w h m Kr 1 15 tm 90 89 8 2 89 9 ln D0 Di 2 3 14 0 0564 150 1 15 89 9 20 80 103 1 163 0 2 1 3 14 0 343 23 7 0 215 D0ln D0 Di 0 215 0 343 0 查表 D0ln D0 Di 函数得到 33 采用内查法 D0ln D0 Di 0 05 23 0 1 44 0 1 0 05 0 05 0 05 10 0 005 0 0 05 0 0 0 005 0 4749 0 对应的 为 23 44 23 0 4749 33 园整后 A 1 管段保温层厚度为 35mm 与假设相符 1 2 管段 设该管段保温层厚度为 25mm 则 D0 0 269m ln D0 Di 2 3 14 0 0564 240 1 15 89 587 20 60 103 1 163 0 426 1 3 14 0 269 23 7 0 211 D0ln D0 Di 0 211 0 269 0 查表 D0ln D0 Di 函数得到 采用内查法 D0ln D0 Di 0 05 23 0 1 44 0 1 0 05 0 05 0 05 10 0 005 0 0 05 0 5 0 0 005 0 4749 0 对应的 为 23 44 23 0 4749 33 园整后 1 2 管段保温层厚度为 mm 与假设相符 2 D 管段 设该管段保温层厚度为 20mm 则 D0 0 199mm ln D0 Di 2 3 14 0 0564 105 1 15 89 2 20 30 103 1 163 0 373 1 3 14 0 199 23 7 0 206 D0ln D0 Di 0 206 0 199 0 查表 D0ln D0 Di 函数得到 采用内查法 D0ln D0 Di 0 05 23 0 1 44 0 1 0 05 0 05 0 05 10 0 005 0 0 05 0 0 0 005 0 4749 0 对应的 为 23 44 23 0 4749 33 园整后 2 D 管段保温层厚度为 mm 与假设相符 1 B 管段 设该管段保温层厚度为 7mm 则 D0 0 122mm ln D0 Di 2 3 14 0 0564 75 1 15 89 4 20 20 103 1 163 89 8 89 1 3 14 0 122 23 7 0 0381 D0ln D0 Di 0 0381 0 122 0 查表 D0ln D0 Di 函数得到 采用内查法 D0ln D0 Di 0 05 23 0 1 44 0 1 0 05 0 05 0 05 10 0 005 0 0 05 0 0 0 005 0 4749 0 对应的 为 23 44 23 0 4749 33 园整后 1 B 管段保温层厚度为 mm 与假设相符 规范规定保温制品最小厚度为 20mm 故 1 B 管段的保温层厚度取 20mm 2 C 管段 设该管段保温层厚度为 20mm 则 D0 0 185mm 保温层换热系数 a 11 6 7 Vw 11 67 3 23 7 w m 2 1 水的比热 C 1 163 w h m Kr 1 15 tm 90 89 8 2 89 9 ln D0 Di 2 3 14 0 0564 75 1 15 89 2 20 30 103 1 163 0 2 89 4 89 1 3 14 0 185 23 7 0 126 6 D0ln D0 Di 0 126 0 185 0 02331 查表 D0ln D0 Di 函数得到 33 采用内查法 D0ln D0 Di 0 05 23 0 1 44 0 1 0 05 0 05 0 05 10 0 005 0 0 05 0 0 0 005 0 4749 0 对应的 为 23 44 23 0 4749 33 园整后 2 C 管段保温层厚度为 mm 与假设相符 三 高温设备管道采用双层材料复合保温各材料厚度计算三 高温设备管道采用双层材料复合保温各材料厚度计算 计算的已知条件 530 管道一根 管内介质温度为 720 需采用双层材料复合保温 确定其 保温厚度 内层采用硅酸铝纤维制品 1 0 056 0 0002tmw m c 外层采用 CAS 铝镁质保温隔热材料 2 0 038 0 00015tmw m c 年平均风速 Vw 3m s 隔热层向大气的换热系数 a 11 6 7 Vw 11 67 3 23 7 w m 2 1 解 双层保温材料在两层交界处的温度 以外层 CAS 铝镁质保温隔热材料的最高耐热温度 400 为界 限温度 保温层外表面温度为 35 1 允许最大热损失为 Q 300w m2 2 导热系数 1 0 056 0 0002 720 400 2 0 168 w m 1 1 2 0 038 0 00015 400 35 2 0 w m 1 1 3 双层保温总厚度计算 Dm0ln Dm0 Di 2 1 t t0 2 t0 ts Q 2 a 2 0 168 720 400 0 400 35 300 0 23 7 2 53 76 25 778 300 0 00298 2 0 26513 0 00298 0 5243 查表 D0ln D0 Di 函数得到 采用内查法 D0ln D0 Di 0 05 23 0 1 44 0 1 0 05 0 05 0 05 10 0 005 0 0 05 0 0 0 005 0 4749 0 对应的 为 23 44 23 0 4749 33 计算结果总厚度 mm 取 mm 4 计算内层保温厚度 7 ln D0 Di 2 1 Dm0 t t0 Q 2 0 168 0 93 720 400 330 0 351 D0ln D0 Di 2 1 Dm0 t t0 Q 2 0 168 0 93 720 400 330 0 351 计算结果外层保温厚度 1 mm 取 mm 内层保温厚度 2 1 mm 四 冷热介质交替设备管道的绝热四 冷热介质交替设备管道的绝热采用双层材料复合保温各材料厚度计算采用双层材料复合保温各材料厚度计算 计算条件 某反应釜 1400 筒体长 1200mm 椭圆形封头 夹套内交替使用 15 冰盐水和 140 蒸 汽 需采用双层材料复合保温 确定其保温隔热厚度 内层采用 CAS 铝镁质保温隔热材料保温 1 0 038 0 00015tmw m c 外层采用 CAS 专用保冷材料进行保冷 2 0 0325 0 0002tmw m c 环境温度 ta 35 成都地区年平均相对湿度取值 85 换热系数 as 8 141w m2 k 1 露点计算 环境温度 ta 35 相对湿度 85 时查湿空气焓湿图 p 101 325pa 得 露点温度为 ts 32 绝热层外表面温度 td ts 1 32 1 33 2 双层保温材料在两层交界处的温度 以外层 CAS 专用保冷材料的安全使用温度 80 的 0 9 倍为 界限温度 即 内外层交界处的温度为 t1 70 1 0 038 0 00015tm 0 038 0 00015 140 70 2 0 05375w m c 2 0 0325 0 0002tm 0 0325 0 0002 15 33 2 0 0361w m c 3 双层防结露计算 内层厚度 1 1 a t1 t0 ta td 0 05375 8 141 140 70 35 33 0 231m 230mm 式中 t0 保冷结构内表面温度 外层厚度 2 2 a td t1 ta td 0 0361 8 141 33 70 35 33 0 281m 280mm 五 五 CASCAS 专用保冷材料保冷厚度计算 北京地区 专用保冷材料保冷厚度计算 北京地区 计算条件 530 管道 一根 管内介质温度为 40 需采用 CAS 专用保冷材料进行保冷 确定 其保冷厚度 累年夏季空调室外干球计算温度为 34 累年室外最热月平均相对湿度为 78 查表的露 点温度 为 28 5 保冷层表面温度 ts 28 5 2 5 31 在允许冷损失中换热系数 as 8 141w m2 k 则 最大允许冷损失的计算 ta td 34 28 5 4 5 q 4 5 8 14 36 63 导热系数 0 0325 0 0002tm 0 0325 0 0002 40 31 2 0 0316w m c 保冷厚度按隔热层表面冷损失计算 8 D0ln D0 Di 2 t ta q 1 a 2 0 0316 40 34 36 63 1 8 141 0 632 2 0202 0 1228 0 1199 计算结果 D0 D0 D 2 0 219 2 故保冷厚度为 mm 保冷层外表面温度验算如下 ts ta q D0a 34 36 63 3 14 8 141 30 故保冷厚度为 mm 是合适的 六 六 CASCAS 专用保冷材料保冷厚度计算 达州地区 专用保冷材料保冷厚度计算 达州地区 计算条件 1 环境温度 ta 35 达州地区年平均相对湿度取值 85 注 全国主要城市气象参数 设备及管 道的保冷与保温 P73 2 换热系数 as 8 141w m2 k 导热系数 0 0325w m k 3 介质温度 tf 40 安装方提供 厚度计算 管道保温保冷厚度计算 根据具体情况 设备应主要考虑保冷 在满足保冷的条件下 已经满足保温 要求 1 露点计算 环境温度 ta 35 相对湿度 85 时的水蒸气分压值为 EW 5 6231 101 325 760 85 35 85mmHg 注 EW Pb EW 水蒸汽分压值 单位千帕 Pb 同温度下空气的饱和水蒸汽分压值 单位千 帕 相对湿度 大气压 101 325 千帕换算为 760mmHg 5 6231 千帕 湿空气的物理性质表 设备及管道的保冷与保温 P58 露点 Dr 237 3 0 66077 logEW logEW 8 16077 32 1 2 管道保冷