蒸汽管道温度损失计算及分析

蒸汽管道温度损失计算及分析
蒸汽管道温度损失计算及分析

bw k p g f C G t t k l t ?-=?)(热水供热管道得温降

1、计算基本公式 1、1温损计算公式

为: 式中:

g

k —管道单

位长度传热系数

C m w ο

?/

p

t —管内热媒得平均温度C ?

k

t —环境温度

C ?

G —热媒质量流量

s Kg /

C —热水质量比热容

C Kg J ?

?/

l ——管道长度

m 由于计算结果为每米温降,所以L 取1m

1、2、管道传热系数为

∑=++

+=

n

i w w i i i n n g d a d d d a k 111

ln 2111

ππ

λπ

式中:

n

a ,w

a —分别为管道内外表面得换了系数C m w ο

?2/

n

d ,

w

d —分别为管道(含保温层)内外径

m

i λ—管道各层材料得导热系数

C m w ο

?/(金属得导热系数很高,自身热阻很小,可以忽略不计)。

i

d —管道各层材料到管道中心得距离m

2、1内表面换热系数得计算

根据H 、Hansen 得研究结果,管内受迫流动得努谢尔特数可由下式计算:

42

.075.0Pr )180(Re 037.0-≈=

λ

n

n n d a N

Pr 为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度与回水网温度进行查

找得:

90摄氏度时Pr=1、95;在75摄氏度时Pr=2、38; 2、2外表面换热系数得计算

由于采用为直埋方式,管道对土壤得换热系数有:

]1)2(2ln[22-+

=

w

t w

t

w

t

w d h d h d a λ

式中: t λ—管道埋设处得导热系数。

t

h —管道中心到地面得距离。

3、假设条件:

A 、 管道材料为碳钢(%5.1≈w )

B 、 查表得:碳钢在75与90摄氏度时得导热系数λ都趋近于

36、7

C m w ο

?/ C 、土壤得导热系数t λ=0、6

C m w ο?/

D 、 由于本文涉及到得最大管径为0、6m ,所以取

t

h =1、8m

E 、保温材料为:聚氨酯,取λ=0、03

C m w ο?/ F 、 保温层外包皮材料就是:PVC ,取λ=0、042

C m w ο

?/ G 、在75到90摄氏度之间水得比热容随温度得变化很小,可以忽略不计。

4、电厂实测数据为:

管径为300mm 时,保温层厚度为:50mm ,保温外包皮厚度为:7mm ; 管径为400mm 时,保温层厚度为:51mm ,保温外包皮厚度为:7、8mm ; 管径为500mm 时,保温层厚度为:52mm ,保温外包皮厚度为:9mm ; 管径为600mm 时,保温层厚度为:54mm ,保温外包皮厚度为:12mm ;

蒸汽管道损失理论计算及分析

1、蒸汽管道热损失公式推导

稳态条件下,通过单位长度得蒸汽管道管壁得热流量就是相同得。 根据稳态导热得原理,可得出蒸汽保温管道得导热热流量式为:

2、总传热系数及其影响因素分析 2、1总传热系数k

式中:—蒸汽对工作钢管内壁得换热系数

1 1 1 1 1 1

ln

2 1 1 1

+ + = + + =

∑ n i

i n

i i d d d d h k απ πλ π

—蒸汽管道各层材料得导热系数

—蒸汽管道各层材料到管道中心得距离

ɑ—蒸汽管道对土壤得换热系数(直埋)

或蒸汽管道与空气间得对流换热系数(架空或管沟)

2、2传热系数k得影响因素

2、2 1蒸汽与管道内壁得对流换热系数

①计算公式:

式中:—努谢儿特准则数

—蒸汽得导热系数

—蒸汽管道工作钢管内径

②影响因素:蒸汽管道得管径大小及蒸汽温度

③文献数据分析结论:在蒸汽供热运行得温度范围内,蒸汽温度对对

流换热系数得影响相对较小,在计算时该系数

可近似地取平均值。

2、2、2管道与土壤得换热系数ɑ(直埋敷设)

①计算公式:

]

1

)

2

(

2

ln[

2

2-

+

=

ex

t

ex

t

ex

t

D

h

D

h

D

λ

α

式中:—蒸汽管道埋设土壤处得导热系数,W/(m、K) —蒸汽管道外径,m

—蒸汽管道中心到地面得距离,m

②影响因素:管道埋设深度

土壤导热系数(主要受土壤土质及含水率影响)

③主要结论:土壤换热系数得确定,需根据电厂实际情况,主要考虑

土壤土质及含水率等因素。

2、2、3蒸汽管道与空气得对流换热系数ɑ ①计算公式:

式中:

—努谢儿特准则数

—蒸汽得导热系数

—蒸汽管道工作钢管内径

② 影响因素:空气温度及管道外壁温度

③文献查阅主要结论:管壁在工程许可范围内对相同管径对流换热系

数影响较小,在工程许可范围内可忽略。

2、2、4保温层导热系数得确定

查阅相关数据库

3蒸汽管道沿途温降计算

计算公式:

式中:—管段j 单位长度热损 —管段j 得长度

—管段j 内蒸汽得平均定压比热

—管段j 得流量 4热损失分析

4、1管道沿途散热损失 4、2蒸汽管线沿途跑冒热损失 4、3换热站内凝结水热损失

j

jp j jl j

G C L q t ? + =

? 1000 ) 1 ( η

5工程实例分析

5、1误差计算

η==

5、2误差分析:

A、工程测量中仪表精确度存在误差

B、理论计算中忽略各变量在各自影响因素下得变化,存在计算误差。

5、3改进方案

A、多层保温材料,将导热系数λ较大得材料至于保温层外侧,增大热阻,减小导热热流量。

B、

大管径小流量

备注:

参考文献《蒸汽管网水力热力耦合计算理论及应用研究》

该文中得出主要结论,均在济南某实例电厂进行验证。因此,所得主要结论具有可信性。

管道压力损失计算

冷热水管道系统的压力损失 无论在供暖、制冷或生活冷热水系统,管道是传送流量和热量必不可少的部分。计算管道系统的压力损失有助于: (1) 设选择正确的管径。 (2) 设选择相应的循环泵和末端设备。也就是让系统水循环起来并且达到热能传送目的 的设备。 如果不进行准确的管道选型,会导致系统出现噪音、腐蚀(比如管道阀门口径偏小)、严重的能耗及设备的浪费(比如管道阀门水泵等偏大)等。 管道系统的水在流动时遇到阻力而造成其压力下降,通常将之简称为压降或压损。 压力损失分为延程压力损失和局部压力损失: — 延程压力损失指在管道中连续的、一致的压力损失。 — 局部压力损失指管道系统内特殊的部件,由于其改变了水流的方向,或者使局部水流通道变窄(比如缩径、三通、接头、阀门、过滤器等)所造成的非连续性的压力损失。 以下我们将探讨如何计算这两种压力损失值。在本章节内我们只讨论流动介质为水的管道系统。 一、 延程压力损失的计算方式 对于每一米管道,其水流的压力损失可按以下公式计算 其中:r=延程压力损失 Pa/m Fa=摩擦阻力系数 ρ=水的密度 kg/m 3 v=水平均流速 m/s D=管道内径 m 公式(1) 延程压力损失 局部压力损失

管径、流速及密度容易确定,而摩擦阻力系数的则取决于以下两个方面: (1)水流方式,(2)管道内壁粗糙程度 表1:水密度与温度对应值 水温°C10 20 30 40 50 60 70 80 90 密度 kg/m3999.6 998 995.4 992 987.7 982.8 977.2 971.1 964.6 1.1 水流方式 水在管道内的流动方式分为3种: —分层式,指水粒子流动轨迹平行有序(流动方式平缓有规律) —湍流式,指水粒子无序运动及随时变化(流动方式紊乱、不稳定) —过渡式,指介于分层式和湍流式之间的流动方式。 流动方式通过雷诺数(Reynolds Number)予以确定: 其中: Re=雷诺数 v=流速m/s D=管道内径m。 ?=水温及水流动力粘度,m2/s 表2:水温及相关水流动力粘度 水温m2/s cSt °E 10°C 1.30×10-6 1.30 1.022 20°C 1.02×10-6 1.02 1.000 30°C 0.80×10-6 0.80 0.985 40°C 0.65×10-6 0.65 0.974 50°C 0.54×10-6 0.54 0.966 60°C 0.47×10-6 0.47 0.961 70°C 0.43×10-6 0.43 0.958 80°C 0.39×10-6 0.39 0.956 90°C 0.35×10-6 0.35 0.953 通过公式2计算出雷诺数就可判断水流方式: Re<2,000:分层式流动 Re:2,000-2,500:过渡式流动

蒸汽管道温度损失计算及分析

蒸汽管道温度损失计算 及分析 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

bw k p g f C G t t k l t ?-=?)(热水供热管道的温降 1.计算基本公式 温损计算公式为: 式中: g k —管道单位长度传热系数C m w ο?/ p t —管内热媒的平均温度 C ? k t —环境温度C ? G —热媒质量流量s Kg / C —热水质量比热容 C Kg J ??/ l ——管道长度 m 由于计算结果为每米温降,所以L 取1m .管道传热系数为 式中: n a ,w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο?2/ n d ,w d —分别为管道(含保温层)内外径m i λ—管道各层材料的导热系数 C m w ο?/(金属的导热系数很高,自身热阻很小,可以忽略不计)。 i d —管道各层材料到管道中心的距离m 内表面换热系数的计算 根据的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算: Pr 为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得: 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有: 式中: t λ—管道埋设处的导热系数。

t h —管道中心到地面的距离。 3.假设条件: A. 管道材料为碳钢(%5.1≈w ) B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于 C m w ο?/ C.土壤的导热系数t λ= C m w ο?/ D. 由于本文涉及到的最大管径为,所以取t h = E.保温材料为:聚氨酯,取λ= C m w ο?/ F. 保温层外包皮材料是:PVC ,取λ= C m w ο?/ G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小,可以忽略不计。 4.电厂实测数据为: 管径为300mm 时,保温层厚度为:50mm ,保温外包皮厚度为:7mm ; 管径为400mm 时,保温层厚度为:51mm ,保温外包皮厚度为:; 管径为500mm 时,保温层厚度为:52mm ,保温外包皮厚度为:9mm ; 管径为600mm 时,保温层厚度为:54mm ,保温外包皮厚度为:12mm ; 蒸汽管道损失理论计算及分析 1、蒸汽管道热损失公式推导 稳态条件下,通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量q 1是相同的。 根据稳态导热的原理,可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为: 2、总传热系数及其影响因素分析 总传热系数k 式中:h 1—蒸汽对工作钢管内壁的换热系数 λ1—蒸汽管道各层材料的导热系数 1 1 1 1 1 1 ln 2 1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? n i i n i i d d d d h k ?? ?? ?

水泵管道压力损失计算公式

水泵的管道压力损失计算,水泵管道压力损失计算公式 点击次数:7953 发布时间:2011-10-28 管道压力损失,管道压力损失计算公式 为了方便广大用户在水泵选型时确定管道压力损失博禹公司技术工程师特意在此发布管道压力损 失计算公式供大家选型参考。通过水泵性能曲线可以看出每台水泵在一定转速下,都有自己的性能曲线,性能曲线反映了水泵本身潜在的工作能力,这种潜在的工作能力,在泵站的实际运行中,就表现为在某一特定条件下的实际工作能力。水泵的工况点不仅取决于水泵本身所具有的性能,还取决于进、出水位与进、出水管道的管道系统性能。因此,工况点是由水泵和管路系统性能共同决定的。 水泵的管道系统,包括管路及其附件。由水力学知,管路水头损失包括管道沿程水头 损失与局部损失。 Σh=Σhf+Σhj=Σλι/d v2/2g+Σζv2/2g (3-1) 式中Σh—管道水头损失,m; Σhf--管道沿程水头损失,m; Σhj--管道局部水头损失,m; λ--沿程阻力系数; ζ--局部水头损失系数; ι--管道长度,m; d--管道直径,m; v --管道中水流的平均流速,m/s。 对于圆管v=4Q/πd2,则式(3-1)可写成下列形式

Σh=(Σλι/12.1d5+Σζ/12.1d4)Q2=(ΣS沿+ΣS局)Q2=SQ2 (3-2) 式中S沿--管道沿程阻力系数,S2/m5,当管材、管长和管径确定后,ΣS沿值为一常数;S局--管道局部阻力系数,S2/m5,当管径和局部水头损失类型确定后,ΣS局值为一常数; S--管路沿程和局部阻力系数之和,S2/m5。 由式(3-2)可以看出,管路的水头损失与流量的平方成正比,式(3-2)可用一条顶点在原点的二次抛物线表示,该曲线反映了管路水头损失与管路通过流量之间的规律,称为管路水头损失特性曲线。如图3-1所示。 在泵站设计和运行管理中,为了确定水泵装置的工况点,可利用管路水头损失特性曲线,并将它与水泵工作的外界条件联系起来。这样,单位重力液体通过管路系统时所需要的能 量H需为 H需=H st+v2出-v2进/2g+Σh (3-3) 式中H需--水泵装置的需要扬程,m; H st--水泵运行时的净扬程,m; v2出-v2进/2g --进、出水的流速水头差,m; Σh--管路水头损失,m。 若进、出水池的流速水头差较小可忽略不计,则式(3-3)可简化为 H需=H st+Σh=H st=SQ2 (3-4) 利用式(3-4)可以画出如图3-2所示的二次抛物线,该曲线上任意一点表示水泵输送某一流量并将其提升H st高度时,管道中每位重力的液体所消耗的能量。因此,称该曲线为水泵装置的需要扬程或管路系统特性曲线。 本文档部分内容来源于网络,如有内容侵权请告知删除,感谢您的配合!

蒸汽管道计算实例

、八、、》 刖言 本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数:蒸汽管道始端温度250C,压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240C,压力0.7MP (设定); VOD用户端温度180C,压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计,在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容: 1、蒸汽管道布置时力求短、直,主干线通过用户密集区,并靠 近负荷大的主要用户; 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。

5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、 滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求 已知:蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP,温度为250C查《动力管道设计手册》第一册热力管道(以下简称《管道设计》)1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为 4.21kg/m3。 假设:蒸汽管道的终端压力为0.7Mp,温度为240C查《管道设计》表1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为2.98kg/m3。 (一)管道压力损失: 1、管道的局部阻力当量长度表(一) 名称 阻力系数 (0数量 管子公称直径 (毫米) 总阻力 数 止回阀旋启式312003 煨弯R=3D0.3102003 方型伸缩煨弯5620030 器R=3D 2 、蒸汽管道的水力计算

管道阻力损失计算

管道的阻力计算 风管内空气流动的阻力有两种,一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失,称为摩擦阻力或沿程阻力;另一种是空气流经风管中的管件及设备时,由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失,称为局部阻力。通常直管中以摩擦阻力为主,而弯管以局部阻力阻力为主(图6-1-1)。 图6-1-1 直管与弯管 (一)摩擦阻力 1.圆形管道摩擦阻力的计算 根据流体力学原理,空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算: (6-1-1) 对于圆形风管,摩擦阻力计算公式可改为: (6-1-2) 圆形风管单位长度的摩擦阻力(又称比摩阻)为: (6-1-3) 以上各式中 λ——摩擦阻力系数;

v——风秘内空气的平均流速,m/s; ρ——空气的密度,kg/m3; l——风管长度,m; Rs——风管的水力半径,m; f——管道中充满流体部分的横断面积,m2; P——湿周,在通风、空调系统中即为风管的周长,m; D——圆形风管直径,m。 摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。在通风和空调系统中,薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。通常,高速风管的流动状态也处于过渡区。只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多,下面列出的公式适用范围较大,在目前得到较广泛的采用: (6-1-4) 式中K——风管内壁粗糙度,mm; D——风管直径,mm。 进行通风管道的设计时,为了避免烦琐的计算,可根据公式(6-1-3)和(6-1-4)制成各种形式的计算表或线解图,供计算管道阻力时使用。只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个,即可利用线解图求得其余的两个参数。线解图是按过渡区的λ值,在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度 v0=15.06×10-6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。当实际使用条件下上述条件不相符时,应进行修正。 (1)密度和粘度的修正 (6-1-5) 式中Rm——实际的单位长度摩擦阻力,Pa/m; Rmo——图上查出的单位长度摩擦阻力,Pa/m; ρ——实际的空气密度,kg/m3; v——实际的空气运动粘度,m2/s。

蒸汽管道损失理论计算及分析

1.计算基本公式 温损计算公式为: 式中:—管道单位长度传热系数 —管内热媒的平均温度 —环境温度 —热媒质量流量 —热水质量比热容 ——管道长度由于计算结果为每米温降,所以L取1m .管道传热系数为 式中: ,—分别为管道内外表面的换了系数 ,—分别为管道(含保温层)内外径 —管道各层材料的导热系数(金属的导热系数很高,自身热阻很 i 小,可以忽略不计)。 —管道各层材料到管道中心的距离m 内表面换热系数的计算 根据的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算:

Pr为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得: 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有: 式中: —管道埋设处的导热系数。 —管道中心到地面的距离。 3.假设条件: A. 管道材料为碳钢() B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数都趋近于 C.土壤的导热系数= D. 由于本文涉及到的最大管径为,所以取= E.保温材料为:聚氨酯,取= F. 保温层外包皮材料是:PVC,取= G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小,可以忽略不计。 4.电厂实测数据为:

管径为300mm时,保温层厚度为:50mm,保温外包皮厚度为:7mm; 管径为400mm时,保温层厚度为:51mm,保温外包皮厚度为:; 管径为500mm时,保温层厚度为:52mm,保温外包皮厚度为:9mm; 管径为600mm时,保温层厚度为:54mm,保温外包皮厚度为:12mm; 蒸汽管道损失理论计算及分析 1、蒸汽管道热损失公式推导 稳态条件下,通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量是相同的。 根据稳态导热的原理,可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为: 2、总传热系数及其影响因素分析

管道压力损失

除尘系统中的管道压力损失计算 管道的压力损失就是含尘空气在管道中流动的压力损失.它等于管道沿程(摩擦)压力损失和局部损失之和 ,在实际计算中以最长沿程一条管道进行计算,其计算结果作为风机造型的参考依据. 一:管道的沿程压力损失 1. a △P m =△P m λR S P -----湿周,既管道的周长(m ) 左管道系统计算中,一般先计算出单位长度的摩擦损失,通常也称比摩阻(Pa/m ): △P m =λ 比摩阻力可通过查阅图表14-1得出,我公司的管道主要应用于除尘系统中,考虑到含尘空气中粉尘沉降的问题,除尘管道内的风速选择为25~28m/s. 4R S 1 2 V 2e

根据计算图标得出的以下数据: 局部阻力引起的能量损失,称之为局部压力损失或局部损失。 局部损失可按下列公式计算: △P J =δ △P J ----局部压力损失(Pa ) δ------局部阻力系数 2 V 2e

局部阻力系数δ可根据不同管道组件:如进出风口、弯头、三通等的不同尺寸比例,在相关资料中可查得,然后再根据上式计算出局部损失的大小。 例如:整体压制900圆弯头:当r/D=1.5时 δ=0.15 当r/D=2.0时 δ=0.13 当r/D=2.5时 δ=0.12 0总之,△P 为数。 F---Pq---风机全压(Pa ) Q---风机风量(m 3/s ) η----风机效率(一般为0.8~0.86) K---安全系统(1.0~1.2) 上式所得结果即为风机数电机功率,实际使用功率为:

Fs= Fs/F 即为风机的实际使用负载率 Pq*Q 1000* η

水泵管道压力损失计算公式资料

水泵管道压力损失计 算公式

精品资料 水泵的管道压力损失计算,水泵管道压力损失计算公式 点击次数:7953 发布时间:2011-10-28 管道压力损失,管道压力损失计算公式 为了方便广大用户在水泵选型时确定管道压力损失博禹公司技术工程师特意在此发布管道压力损失计算公式供大家选型参考。通过水泵性能曲线可以看出每台水泵在一定转速下,都有自己的性能曲线,性能曲线反映了水泵本身潜在的工作能力,这种潜在的工作能力,在泵站的实际运行中,就表现为在某一特定条件下的实际工作能力。水泵的工况点不仅取决于水泵本身所具有的性能,还取决于进、出水位与进、出水管道的管道系统性能。因此,工况点是由水泵和管路系统性能共同决定的。 水泵的管道系统,包括管路及其附件。由水力学知,管路水头损失包括管道沿程水头损失与局部损失。 Σh=Σhf+Σhj=Σλι/d v2/2g+Σζv2/2g (3-1) 式中Σh—管道水头损失,m; Σhf--管道沿程水头损失,m; Σhj--管道局部水头损失,m; λ--沿程阻力系数; ζ--局部水头损失系数; ι--管道长度,m; d--管道直径,m; v --管道中水流的平均流速,m/s。 对于圆管v=4Q/πd2,则式(3-1)可写成下列形式 Σh=(Σλι/12.1d5+Σζ/12.1d4)Q2=(ΣS沿+ΣS局)Q2=SQ2 (3-2) 式中 S沿--管道沿程阻力系数,S2/m5,当管材、管长和管径确定后,ΣS沿值为一常数; S局--管道局部阻力系数,S2/m5,当管径和局部水头损失类型确定后,ΣS局值为一常数;S--管路沿程和局部阻力系数之和,S2/m5。 由式(3-2)可以看出,管路的水头损失与流量的平方成正比,式(3-2)可用一条顶点在原点的二次抛物线表示,该曲线反映了管路水头损失与管路通过流量之间的规律,称为管路水头损失特性曲线。如图3-1所示。 在泵站设计和运行管理中,为了确定水泵装置的工况点,可利用管路水头损失特性曲线,并将它与水泵工作的外界条件联系起来。这样,单位重力液体通过管路系统时所需要的能量H需为 H需=H st+v2出-v2进/2g+Σh (3-3) 式中H需--水泵装置的需要扬程,m; 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢2

蒸汽管线热损失检验测试报告

蒸汽管道热损失测试报告 1 测试背景 郴州钻石钨制品有限责任公司蒸汽在输送过程中蒸汽热损失和压力损失明显,导致因为蒸汽末端蒸汽品质严重下降,通过与现场工作人员交流和了解,厂区蒸汽管道管线保温层破损处较多,由于长期使用而未曾更换保温材料,因此,导致岩棉材料下沉,上薄下厚;局部管线有裸露在外的现象,从而导致其热损失比较大,此外有个别阀门未采取保温,也不同程度加大了散热损失。保温材料和保温结构单一,缺少防水,防渗透措施,长期遭受雨雪侵蚀,保温效果变差。因此有必要对其进行热损失测试,找出具体的热损失原因,从而为做好能源利用工作提供方向和科学依据。 2测试方法 2.1 热流计法 2.1.1 测试原理 用热阻式热流传感器(热流测头)和测量指示仪表直接测量保温结构的散热热流密度。热流传感器的输出电势(E)与通过传感器的热流密度(q)成正比,q=cE值为测头系数。 热流传感器的标定按GB/T10295中的方法进行,必要时绘制q/E系数c 与被测表面温度(视作热流传感器的温度)的标定曲线,该曲线还应表示出工作温度和热流密度的范围。 2.1.2 现场测定应满足下列条件 应满足一维稳态传热条件减少外部环境因素的影响读取测定数据应在

达到准稳态条件时进行。 (1)现场风速不应超过0.5m/s,不能满足时应设挡风装置。 (2)应避免传感器受阳光直接辐射的影响宜选择阴天或夜间进行测定或加装遮阳装置。 (3)应避免在雨雪天气时进行测定。 (4)环境温度湿度的测点应在距热流密度测定位置1m远处,避免有其他热源的影响;地温的测点应在距热流密度测定位置10m远处相同埋深的自然土壤中。 2.2 表面温度法 测试原理 对于地上地沟敷设的热力管道测定保温结构外表面温度环境温度风向和风速表面热发射率及保温结构外形尺寸按下面公式计算其散热热流密度 q=α(t W-t F) 式中: q:散热热流密度,W/m2; α:总放热系数,W/(m2·k); t W:保温结构外表面温度,K; t F:环境温度,K。 2.3 温差法 测试原理 通过测定保温结构各层厚度、各层分界面上的温度以及各层材料在使用温度下的导热系数,计算保温结构的散热热流密度。

管径和压力损失计算

管径和压力损失计算 一、管径计算 1、管径计算 蒸汽、热水、压缩空气、氮气、氧气、乙炔按下述三式计算: 按体积流量计算 按质量流量计算 按允许压降计算 式中—管道内径(mm); —在工作状态下的体积流量(m3/h); —在工作状态下的质量流量(t/h); —在工作状态下的流速(m/s); —在工作状态下的密度(kg/m3); —摩擦阻力系数; —允许比压降(Pa/m)。 压缩空气、氮气、氧气、乙炔等气体工作状态下的体积流量可由标准状态(0℃,绝对压力0.1013MPa)下的体积流量换算而得 式中—标准状态下气体体积流量(m3/h); —气体工作温度(℃); —气体绝对工作压力(MPa)。 二、管道压力损失计算 管道中介质流动产生的总压差包括直管段的摩擦阻力压降和管道附件的局部阻力压降,以及管内介质的静压差。 管内介质的总静压差:; 直管的摩擦阻力压降:; 管道附件的局部阻力压降:; 管内介质的静压差:。 式中Δp—管内介质的总静压差(Pa); Δpm—直管的摩擦阻力压降(Pa); Δpd—管道附件的局部阻力压降(Pa); Δpz—管内介质的静压差(Pa); ∑ξ—管件局部阻力系数之和; ∑Ld—管道局部阻力当量长度之和(m); H1—管段始点标高(m); H2—管段终点标高(m); 对液体,因其密度大,计算中应计入介质静压差。对蒸汽或气体,其静压差可以忽略不计。 三、允许比压降计算 对各种压力管路的计算公式为 式中—单位压力降(Pa/m); 、—起点、终点压力(MPa); —管道直管段总长度(m);

—管道局部阻力当量长度(m)。 在做近似估算时,对厂区管路可取=(0.1-0.15);对车间的蒸汽、压缩空气、热水管路,取=(0.3-0.5);对车间氧气管路去=(0.15-0.20) 看见公式,写上自己知道的公式吧。 管径计算公式。 d=18.8乘以(Q/u)的开平方,其中Q=Qz(273+t)/(293*P),其中,Qz为标准状态下的压力,P为绝对压力。 对于u的确定,p=0.3~0.6MPa时,u=10~20s; p=0.6~1MPa时,u=10~15s; p=1~2MPa时,u=8~12s; p=2~3MPa时,u=3~6s; p>3MPa时,u=0~3s

管路压力损失计算.doc

管路压力损失计算 管路是一种由管子、管件、阀门等连接而成的、用于输送流体或松散固体 物质的管状设备。 流体在管道内流动时,由于同管壁发生摩擦和流体本身的内部摩擦,会产 生压力损失。这种压力损失称为沿程阻力损失或摩擦阻力损失。 流体经过弯头、三通、变径管、阀门等构件时,流动状态会发生急剧改 变,即出现转向、加速、撞击、旋涡、变形等情况,这同样会造成压力损失。 这种压力损失称为局部损失。 如果管路不在同一水平面上,则管路爬高时,流体压强的一部分要用于克 服重力。这种压力损失称为位置损失。 管路出口流速大于进口时,流体的一部分压力能要转化为动能,这种压力 损失称为出口速度损失。 对于短管,局部损失和出口速度损失之和大于沿程阻力损失的 5%,计算时不能忽略。而对于长管,即长距离的输送管路,由于局部损失和出口速度损失所占的比例很小,一般可忽略不计。 管路的形态一般可分两类:简单管路和复杂管路。 复杂管路又可分为四种:( 1)串联管路;( 2)并联管路;( 3)枝状管路;( 4)环状管路。 2.1 简单管路的压力损失计算 简单管路是无分支的等直径管路。 简单管路的沿程阻力损失可用下式计算: P1 = (λγl/d )( V2/2g) 式中: V——管子内流体的平均流速;

λ——摩擦阻力系数; γ——气体重度; l——管子长度; g——重力加速度。 若将管件、阀门等都看作是具有一定长度( li)的管子,将局部损失折算成沿 程阻力损失,则可得局部损失的另一种计算形式: P2 = (λγΣ li/d)( V2/2g) 在忽略位置损失和出口速度损失的情况下,简单管路的总压力损失ΔP为:

蒸汽管道温度损失计算及分析

热水供热管道的温降 1 ?计算基本公式 式中:管道单位长度传热系数w∕'m ?°C tp —管内热媒的平均温度°C tk —环境温度。C G —躺质量流量1? / S O C —热水质量比热容J / Kg. O 1 ——管道长度ni 由于计算统果为每米温降,所以L 取Im 1?2?管道传热系数为 k = ____________________ 1 __________________ g 1 壬 1 ] d i4,1 1 ------------ F > ----------- In E H -------------------- H n ^Zd n ι=ι 1 "w w 式中: J , %—分别为管道内外表面的换了系数w∕m 2?o C dn , 分别为管道(含保温层)内外径m &—管道各层材料的导热系数 w∕m ?°C (仝属的导热系数很高,自 身热阻很小,可以忽略不计)。 1 —管道各层材料到管道中心的距离m 1?1温损计算公式为: At=kg(tp-tQ 1 G ?C

J 2.1内表面换热系数的计算 根据H.Hansen的硏究结果”管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算: Pr为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得: 90摄氏度时Pr=1.95;S 75摄氏度时Pr=2.38; 2?2外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有: 式中: 人一管道埋设处的导热系数。 Ilt—管道中心到地面的距离。 3 ?假设条件: A. 管道材料为碳钢(w"5% ) B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的昙热系数A都趋近于 36.7 w∕m?°C

管道总阻力与热损失计算

按甲方要求比较φ426X8以及φ377X7两种蒸汽管道阻力损失以及管道热损失,计算结果如下: 原始数据:蒸气流量30t/h,管径φ426X8/φ377X7 压力0.49mpa,温度202C ?,管道长度360m,弯头数6个 一 阻力损失计算 蒸汽管道阻力损失为沿程阻力y p ?和局部阻力j p ?之和,沿程阻力包括360米长直管段,局部阻力计算包含6个90度弯头。 查《动力管道手册》可知 202 C ?蒸汽密度为32.23/kg m ρ=,比体积为30.45/m kg φ426X8钢管摩擦阻力系数10.0144λ= φ377X7钢管摩擦阻力系数10.0148λ= 根据蒸汽管道管径计算公式n D = 其中:n D —管道内径,G —介质的质量流量t/h, v —介质比体积3/m kg , w —介质流速m/s 计算得到 φ426X8 的管道内蒸汽流速为410= 128m /s w = φ377X7 的管道内蒸汽流速为363= 136m /s w = 比摩阻 Rm 为22 m r w R d ρ=

22 10.0144 2.232829.5220.426m r v R d ρ??===? 222 0.0148 2.233656.7220.377 m r v R d ρ??===? 计算结果示意如下: 二 热损失 设计人员确定本次管道保温材料采用岩棉制品。 查保温材料特性可知岩棉制品热导率m 0.033+0.00018T λ=(其中m T 为绝热层内外表面温度的算术平均值取m 20220 T 1112 C ?+= =)所以 0.033+0.00018111=0.05298λ=? 选取保温厚度130mm. 由《动力管道手册》得保温层表面散热损失公式为 000 () 11ln 2i t t q D D D πλα-= + 其中:t —管道外壁温度,0t —保温结构周围环境温度,λ—保温材料导热系数,0D —管道保温层外径,i D —管道保温层内径,α—保温层外表面向大气的散热系数,取11.63α= 管径为φ426X8 的蒸汽管道单位长度热损失为

(完整版)管道内的局部阻力及损失计算

第四节管道内的局部阻力及损失计算 在实际的管路系统中,不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失,而且也存在有各种各样的其它管件,如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等,当流体流过这些管道的局部区域时,流速大小和方向被迫急剧地发生改变,因而出现流体质点的撞击,产生旋涡、 二次流以及流动的分离及再附壁现象。此时由于粘性的作用,流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换,从而阻碍着流体的运动。这种在局部 障碍物处产生的损失称为局部损失,其阻力称为局部阻力。因此一般的管路系统中,既有沿程损失,又有局部损失。 4.4.1 局部损失的产生的原因及计算 一、产生局部损失的原因 产生局部损失的原因多种多样,而且十分复杂,因此很难概括全面。这里结合几种常见的管道来说明。 ()() 图4.9 局部损失的原因 对于突然扩张的管道,由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 ()所示,而且由于流体惯性的作用,流体质点在突然扩张 处不可能马上贴附于壁面,而是在拐角的尖点处离开了壁面,出现了一系列的旋涡。进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张,直到 2 截面处流体充满了整个管截面。在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用,使得一部分机械能不可逆的转换成热能,在流动过程中,不断地 有微团被主流带走,同时也有微团补充到拐角区,这种流体微团的不断补充和带走,必然产生撞击、摩擦和质量交换,从而消耗一部分机械 能。另一方面,进入大管流体的流速必然重新分配,增加了流体的相对运动,并导致流体的进一步的摩擦和撞击。局部损失就发生在旋涡开 始到消失的一段距离上。 图4.9()给出了弯曲管道的流动。由于管道弯曲,流线会发生弯曲,流体在受到向心力的作用下,管壁外侧的压力高于内侧的 压力。在管壁的外侧,压强先增加而后减小,同时内侧的压强先减小后增加,这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。 综上所述,碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。当然在 1-2之间也存在沿程损失,一般来说,局部损失比沿程损失要大得多。 在测量局部损失的实验中,实际上也包括了沿程损失。 二、局部损失的计算 如前所述,单位重量流体的局部能量损失以表示

压力损失的计算

压力损失的计算 管道1:据Q=4284m3/h ,v=14.80m/s ,查阅《工业通风》孙一坚附表,我们选定管段直径D=320mm 局部压力损失:集气罩1:ξ=0.16,90°弯头R d =1.5,ξ=0.17, ξ=0.27+0.17+0.17+0.21=0.82 ∴?p 1局部=ξ× ρ×v2 =0.82×169.24=138.78p a 沿程压力损失: l 垂直 =4?0.8?0.2?0.537?0.233=2.23m, ∴l 总 =2.23+1+7=10.23m 查表可知:R m=15.43P a·m?1 ∴?p 1沿程=R m×l 总 =157.85P a ∴?p 1总 =157.85+138.78=296.63P a 管道2:局部压力损失:集气罩1: ξ=0.27,90°弯头R d =1.5,ξ=0.17,45°合流三通,F2 F1 =0.5,F3 F1 =0.5,L3 L2 = 1,ξ=0.88 ξ=0.27+0.17+0.88=1.32 ∴?p 2局部=ξ× ρ×v2 =1.32×169.24=223.40p a 沿程压力损失: l 垂直 =4?0.8?0.2?0.537?0.233=2.23m, ∴l 总 =2.23+1.41=3.64m ∴?p 2沿程=R m×l 总 =56.17P a ∴?p 2总 =157.85+138.78=279.5P a 管道3:总流量q v=5927.04m3/h,v=16.16m/s 局部压力损失:90°弯头R d =1.5,ξ=0.17 ∴ξ=0.17×3=0.51,除尘器压力损失为1100Pa ∴?p 3局部=ξ× ρ×v2 +1100=0.51×169.24=1186.31p a 沿程压力损失: l 总 =1.9+4.4+3.5+0.975=10.775m

管道压头损失计算式

管道阻力损失计算式 一、雷若数Re 的计算 Re =d u ρ/μ =(m )(m/s )(kg/m 3)/(N.s/m 2)=m 0kg 0s 0 式中:d 管径,u 流速,μ流体粘度,ρ流体密度。 流体粘度μ的计算式: μ=469 .0R (00158.0460.0s 11 ) φη-- = (mPa.s ) 式中:溶剂(水)密度η1(g/cm 3),纯溶质密度η2(g/cm 3 ), R =η1/η2 , 固体体积分率Φs 。 (备注:20℃时,水密度η1=1g/cm 3 ,石灰密度η2=0.64g/cm 3 , 石灰浆液中质量浓度为5%,8%,10%,15%,20%的石灰浆液密度ρ(g/cm 3 )和固体体积分率 Φs 分别为:1.031,1.055,1.061,1.093,1.126;0.05,0.08,0.1,0.15,0.2。) 二、湍流时的摩擦损失因数 λ (一)光滑管 1. 柏拉修斯式: λ=0.316/Re 0.25 其适用范围为Re =5×103~105 2. 顾袖珍式: λ=0.0056+0.5/ Re 0.32 其适用范围为Re =3×103~3×106 3. 尼库拉则与卡门式 1/λ 0.5 =2 logRe λ 0.5 -0.8 此式可用于更广的湍流范围,但由于式两边都含有待求的λ,计算较为不便。 (二)粗糙管 1. 顾袖珍式: λ=0.01227+0.7543/ Re 0.38 上式适用范围为Re =3×103~3×106。此式所指的粗糙管为内径50~200mm 的新钢铁管。 2. 柯尔布鲁克式: 1/λ 0.5 =1.14-2 log[ e/d + 9.35/ (Re λ 0.5 )] 其适用范围甚广(Re =4×103~108,e/d =5×10-2~10-6),但由于算式两边都含

管道阻力损失计算(终审稿)

管道阻力损失计算公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

管道的阻力计算 风管内空气流动的阻力有两种,一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失,称为摩擦阻力或沿程阻力;另一种是空气流经风管中的管件及设备时,由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失,称为局部阻力。通常直管中以摩擦阻力为主,而弯管以局部阻力阻力为主(图6-1-1)。 ? 图6-1-1 直管与弯管 (一)摩擦阻力 1.圆形管道摩擦阻力的计算 根据流体力学原理,空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算: (6-1-1) 对于圆形风管,摩擦阻力计算公式可改为:

(6-1-2) 圆形风管单位长度的摩擦阻力(又称比摩阻)为: (6-1-3) 以上各式中 λ——摩擦阻力系数; v——风秘内空气的平均流速,m/s; ρ——空气的密度,kg/m3; l——风管长度,m; Rs——风管的水力半径,m; f——管道中充满流体部分的横断面积,m2; P——湿周,在通风、空调系统中即为风管的周长,m; D——圆形风管直径,m。 摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。在通风和空调系统中,薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。通常,高速风管的流动状态也处于过渡区。只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多,下面列出的公式适用范围较大,在目前得到较广泛的采用: (6-1-4) 式中 K——风管内壁粗糙度,mm;

D——风管直径,mm。 进行通风管道的设计时,为了避免烦琐的计算,可根据公式(6-1-3)和(6-1-4)制成各种形式的计算表或线解图,供计算管道阻力时使用。只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个,即可利用线解图求得其余的两个参数。线解图是按过渡区的λ值,在压力 B0=、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=m3、运动粘度v0=×10-6m2/s、管壁粗糙度K=、圆形风管等条件下得出的。当实际使用条件下上述条件不相符时,应进行修正。 (1)密度和粘度的修正 (6-1-5) 式中 Rm——实际的单位长度摩擦阻力,Pa/m; Rmo——图上查出的单位长度摩擦阻力,Pa/m; ρ——实际的空气密度,kg/m3; v——实际的空气运动粘度,m2/s。 (2)空气温度和大气压力的修正 (6-1-6) 式中 Kt——温度修正系数。 KB——大气压力修正系数。 (6-1-7) 式中 t——实际的空气温度,℃。 (6-1-8) 式中 B——实际的大气压力,kPa。

蒸汽管道散热损失

蒸汽管道散热损失 蒸汽管道散热损失造成了蒸汽耗量和蒸汽含水量的增加,尤其当管道口径过大和管道保温不良,情况会更加严重。 杭州瓦特节能认为蒸汽管道的具体散热计算比较复杂,它与管径、保温材料种类、保温层厚度、环境温度和风速等有关。一些变量很难确定而且波动较大,因此准确计算蒸汽管道的热损失,显得相当困难。 蒸汽管道热损失到底有多大?杭州瓦特节能工程有限公司技术工程师的数据表明,一个DN100口径的蒸汽管道举例,假如其蒸汽为6.0barg的饱和蒸汽,外界温度为25℃,风速9米/秒(为清风),管道以50毫米玻璃纤维保温。在这种情况下,每100米管道散热损失约7000瓦特,即每小时损失蒸汽约12.2公斤。如果蒸汽管道长度为1000米,则每小时管道散热损失蒸汽约122公斤,每天2928公斤,每年365天共损失1069吨蒸汽。如蒸汽价格保守地按200元/吨计算,则全年损失21.4万元。如果保温材料为矿物棉,散热损失会增加6%,如此,一个1000米长的DN100蒸汽管道每年因散热造成的经济损失约22.7万元。 管道口径偏大导致热损失增加高达30% 在我国,蒸汽管道口径几乎都过大,经常大于实际需求口径两个以上等级。对于上面案例,口径跨越两个等级后就是DN200。即使只按DN150口径来算,其它条件不变,管道散热损失也将增加28.6%,则1000米长的DN150蒸汽管道每年散热损失约29.2万元。 保温层厚度偏小造成热损失增加40%以上保温层厚度也极大地影响着管道散热程度。按上面例子,若其它条件保持不变,仅将矿物棉保温层厚度减少为30毫米。在这种情况下,每100米长管道每小时散热损失约18.4公斤蒸汽,1000米长的管道每天散热损失蒸汽4416公斤,一年365天共损失1612吨蒸汽,即32.2万元,相比50毫米厚的保温层,损失增加约41.9%。 散热损失受蒸汽压力影响并不大例如,将蒸汽压力从6.0barg提高到10.5barg,对于DN100的蒸汽管道,当外界温度和风速仍分别为25℃和9米/秒时,管道以50毫米矿物棉保温,则一条1000米长的DN100蒸汽管道每年因散热造成的经济损失为约24.3万元,仅比6.0barg 时增加了7.1%。 实践证明,瓦特专用蒸汽阀门保温夹套可以有效降低蒸汽阀门的散热和管损。

蒸汽管道损失理论计算及分析

bw k p g f C G t t k l t ?-=?)(热水供热管道的温降 1.计算基本公式 温损计算公式为: 式中: g k —管道单位长度传热系数C m w ο ?/ p t —管内热媒的平均温度C ? k t —环境温度 C ? G —热媒质量流量 s Kg / C —热水质量比热容 C Kg J ? ?/ l ——管道长度 m 由于计算结果为每米温降,所以L 取1m .管道传热系数为 ∑=++ += n i w w i i i n n g d a d d d a k 111 ln 2111 ππ λπ 式中: n a ,w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο ?2/ n d , w d —分别为管道(含保温层)内外径 m i λ—管道各层材料的导热系数C m w ο ?/(金属的导热系数很高,自身 热阻很小,可以忽略不计)。 i d —管道各层材料到管道中心的距离m

内表面换热系数的计算 根据的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算: 42 .075 .0Pr )180(Re 037.0-≈= λ n n n d a N Pr 为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得: 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有: ]1)2(2ln[22-+ = w t w t w t w d h d h d a λ 式中: t λ—管道埋设处的导热系数。 t h —管道中心到地面的距离。 3.假设条件: A. 管道材料为碳钢(%5.1≈w ) B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于 C m w ο?/ C.土壤的导热系数t λ= C m w ο?/ D. 由于本文涉及到的最大管径为,所以取 t h = E.保温材料为:聚氨酯,取λ= C m w ο?/

蒸汽管道温度损失计算及分析

g w / n 热水供热管道的温降 1. 计算基本公式 1.1 温损计算公式为: t l k g (t p G t k ) C f bw 式中: k —管道单位长度传热系数 t p —管内热媒的平均温度 t —环境温度 G —热媒质量流量 Kg / s C —热水质量比热容 J / Kg C l ——管道长度 m 由于计算结果为每米温降,所以 L 取 1m 1.2. 管道传热系数为 k g n 1 1 1 ln d i 1 1 a n d n i 1 2 i d i a w d w 式中: a , a w —分别为管道内外表面的换了系数 w/ m 2 C d n , d w —分别为管道(含保温层)内外径 m C m C k C

i —管道各层材料的导热系数 身热阻很小,可以忽略不计)。 w / m C (金属的导热系数很高,自 d —管道各层材料到管道中心的距离 m 2.1 内表面换热系数的计算 根据 H.Hansen 的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算: a n d n n 0.037(Re 0.75 180) Pr 0.42 Pr 为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得: 90 摄氏度时 Pr=1.95; 在 75 摄氏度时 Pr=2.38; 2.2 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有: a w d w ln[ 2 2 h t d w t ( 2 h t ) 2 1 ] d w 式中: t —管道埋设处的导热系数。 h t —管道中心到地面的距离。 3. 假设条件: i N

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