管道、平面热损失计算

A 简易热工设计
1 设计需要确定的工艺参数
1) 管道要求的维持温度,TV;
2) 当地最低环境温度(℃),TA;
3) 管道的外径,D;
4) 容器的表面积,S;
5) 管道的保温材料品种及厚度;
6) 管道就是在室内或室外。

2 管道、平面热损失计算
2、1 管道
保温管道的热损失(加30%安全系数)按公式(1)计算:
Qt={[2π(TV-TA) ]/〔( LnD0/D1)1/λ+2/( D0α)]}×1、3 (1)
2、2 平面
保温平面的热损失(加30%安全系数)按公式(2)计算:
QP=[(TV-TA)/(δ/λ+1/α)] ×1、3 (2)
式(1)与式(2)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℃;
λ —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+2δ;
δ —保温层厚度,m;
Ln —自然对数;
α —保温层外表面向大气的散热系数,W/(㎡℃)与风速ω,(m/s)有关, α值按公式(3)计算:
α=1、163(6+ω1/2) W/( ㎡℃) (3)
表3 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
表4 管道材质修正系数
碳钢1 不锈钢1.25
a铜0.9 塑料1、5
B 电伴热设计
首先应知道管道的口径、保温层材料及厚度与所需维持温度之差△T,查管道散热量表,(乘以适当的保温系数),就能得到单位长管道的散热量,如果管子在室内则再乘以0、9。

如果伴热的就是塑料管道,因为塑料的导热性远低于碳钢(0、12:25),故可用0、6-0、7的系数对正常散热量加以修正。

例1:某厂有一管线,管径为1/2",保温材料就是硅酸钙,厚度10mm,管道中流体为水,水温需保持10℃,冬季最低气温就是-25℃,环境无腐蚀性,周围供电条件
380V、220V均有,求管道每米热损失？
步骤一:△T = TA - TB =10℃-(-25℃)=35℃
步骤二:查管道散热量表,管径1/2"。

10mm保温层。

当△T =30℃热损失为11、0w/m,当△T =40℃热损失为14、9w/m,△T =35℃时,每米损失可采用中间插入法求得(因表中无QB值)。

QB=11、0w/m+(14、9w/m - 11、0w/m)[(35-30)÷(40-30)]=12、95w/m
步骤三:保温层采用硅酸钙,查保温材料修正数表乘以保温系数f及综合系数1、4
Qr=1、4QB×f=1、4×12、95w/m×1、50=27、195w 答案:管道每米损失热量27、195W
保温材料修正数表
容器罐体耗散热量的计算
首先应计算容器罐体的表面积,并根据保温层材料厚度与介质所需维持的温度,查罐体容器热耗表,可知每平方米热耗散量,再通过计算,京戏有得到容器罐体所需的总热耗散量QT。

其公式:QT = 1、8QB•S
式中:1、8为保险系数, QB:为每平方米热耗散量(W/m2)——查罐体容器耗表可知,
S:为容器罐体的表面积(m2)——计算公式如下:
例2:某厂有一直径3米,高4米的园柱形工艺罐体,当地最低环境温度-10℃,最高风速15m/S,现采用厚度50mm的玻璃纤维作保温层,罐体的维持温度80℃,求该罐体热耗散量。

步骤一:查罐体容器热耗表可知在风速15mm/S,环境-10℃,维持温度80℃
时,QB=77、39W/m2
步骤二:QT=1、8QB•S=1、8QB•πD(R+h)=1、8×77、39W/m2×3、14•3m×(1、5m+4m)=7217、235(W)
答案:我们可知该罐体热耗散量为7217、235W。