一、管道及附件散熱量的計(jì)算
1、工藝參數(shù)的確定
為確保計(jì)算的正確性,在計(jì)算前應(yīng)正確定各項(xiàng)參數(shù):它們是管道、容器、罐體等介質(zhì)要求維持的溫度 T。管道的直徑d或容器的表面積S、保溫材料的品種及厚σ、環(huán)境溫度(zui低平均溫度)TH、敷設(shè)環(huán)境(室內(nèi)或室外、地面或埋地)。并計(jì)算維持溫度TW與環(huán)境溫度TH之差。
2、管道散熱量的計(jì)算
Q=f×e×h×q
Q—實(shí)際需要的伴熱量
q—基準(zhǔn)情況下單位長度管道的散熱量q(根據(jù)工藝參數(shù)查表得到)
f—保溫材料系數(shù)(查表5-1)
e—管材系數(shù)(金屬為1,非金屬為0.6-0.9)
h—環(huán)境系數(shù)(室外為1,室內(nèi)為0.9
3、△T=Tw—TH=10℃-(-25℃)=35℃
二:查表5—1,管徑1/2”,10mm保溫層,因表中無△T=35℃需采用插入法計(jì)算
△Tl=30℃時(shí),q1=11.0W/m
△T2=40℃時(shí),q2=14.9W/m
△T=30℃時(shí),q=q1+(q2-q1)/(△T2-△T1)×(△T—△T1)=11.0+(14.9-11.0)/(40-30)×
5=12.95W/m
三:保溫層采用硅酸鈣,查“表5-1”f=1.5 e=1 h=1
四:所需伴熱量:Q=1.5 × 1 × 1 × 12.95=19.425(w/m)
五、自限式電熱帶應(yīng)選用維持溫度下的功率大于等于所需伴熱量的型號(hào)。
六、管道閥體散熱量的計(jì)算
閘閥散熱量通常是相連口徑管道每米熱損失1.22倍;
球閥為0.7倍;
蝶型閥(節(jié)流閥)為0.5倍;
浮式球閥為0.6倍
七、確定電加熱電纜的功率及長度:
根據(jù)散熱量及介質(zhì)維持溫選擇相應(yīng)的電加熱電纜,其zui高維持溫度必需高于介質(zhì)溫度,單位長度熱損失大于電加熱電纜額定功率時(shí)(既比值大于1時(shí)),用以下方法來修正;
A、當(dāng)比值大于1.5時(shí),采用兩條或更多的平行電加熱電纜敷設(shè),電加熱電纜長度為管首長度x根數(shù)。
b、當(dāng)比值在1.1-1.5之間時(shí),可采用卷繞法,如圖所示,方法為根據(jù)熱損失與電加熱電纜功率的 比值。查表5—2,得到卷繞的節(jié)距,并按此敷設(shè),電加熱電纜長度為管道長度x比值。
c、修改保溫材料或厚度。
另外還應(yīng)考慮法蘭,彎頭及和管道金屬托架散熱損失所需的電加熱電纜長度及預(yù)留供電源接線用的長度,預(yù)留供中間接線盒接線長度。法蘭一般加上2倍的管徑長度;彎頭加上1.5倍的管徑長度;管道金屬托架上3-5倍的管徑長度,預(yù)留電源接線長度一般約1米,其總和即整個(gè)系統(tǒng)所需電加熱電纜的總長度。
八、罐體容器散熱量的計(jì)算
首先應(yīng)計(jì)算容器罐體的表面積,并根據(jù)保溫層材料、厚度和介質(zhì)所維持的溫度,查表5-4,可知每平方米的散熱量,再通過計(jì)算,就能得到容器、罐體所需的總散熱量Q。
其公式為:Q=1.2×q×s
式中:1.2為保險(xiǎn)系數(shù)
q:為每平方米散熱量(W/m2)
S:為容器罐體的表面積(m2)
例2:某廠有一直徑D=2m,高h(yuǎn)=4m的圓柱形工藝罐體,當(dāng)?shù)貁ui低環(huán)境溫度-10℃;zui高風(fēng)速15m/s,現(xiàn)采用厚度50mm 的玻璃纖維作保溫層80℃,罐體的維持溫度,求該罐體散熱量。
1:查表知:在風(fēng)速15m/s,環(huán)境-10℃,維持溫度80℃時(shí),q=77.39W/m2。
2:Q=1.2×q×S=1.2×q×(2πR2+πDh)
=1.2×77.39×(2×3.14×1.52+3.14×3×4)=4811.49(W)
答:該罐體散熱量為4811.49W。
如實(shí)際情況與表中不一樣,請采用插入法計(jì)算。
九、有關(guān)公式介紹
如前所述,我們查知的管道、容器罐體的散熱量,是按現(xiàn)場實(shí)際情況綜合計(jì)算得知的,如數(shù)據(jù)表中沒有您所需要的散熱量,則可通過有關(guān)熱損失公式來求出所需要的數(shù)據(jù)。有關(guān)公式簡介如下:
A、管道熱損失公式為: B、板面熱損失公式:
2πλ(TW-TH) πλ(TW-TH)
Q= ------------------- W/m Q=-------------------- W/m
In[(d+2δ)÷d] δ/λ
上式中:
λ-保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)(W/米/度)
d-管道外徑(mm)
σ-保溫層厚度(mm)
Tw-工作維持溫度(℃)
TH-當(dāng)?shù)貁ui低平均溫度(℃)
S-表面積(m2)
Q-散熱量(W)
以上公式系理想狀態(tài),實(shí)際工程計(jì)算時(shí)應(yīng)綜合考慮風(fēng)速、保溫層老化和保險(xiǎn)系數(shù)等因數(shù)。
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