保冷厚度计算

保温层经济厚度的确定于 明济南大学化学系 济南 250002摘要 将传热方程与经济核算相结合 ,导出了单层和双层保温层经济厚度的计算公式 ,介绍了有关参数 的确定方法 ,对于合理选择绝热材料和确定保温层的厚度具有重要意义 。

关键词 保温层 经济厚度 经济核算 绝热材料 费用1 前 言保温层厚度按计算方法分为经济厚度 、允许热(冷) 损失下保温厚度和防结 露 、烫 伤 厚 度 等 多 种 。

在没有特殊要求的情况下 ,应采用经济厚度 ,对长距 离管路和大型设备尤其如此 ; 只有在经济厚度无法 达到工艺要求时 ,才考虑采用其它方法确定保温层 厚度 。

经济厚度是指管路或设备采用保温层后 ,年 热损失费用与保温工程投资费的年分摊费用之和最 小时的保温层厚度 。

确定经济厚度不仅需考虑传热 影响因素 ,还需考虑热能价格 、保温材料价格以及偿 还利息等 。

目前文献资料中仅介绍了单层保温层经济厚度 的近似计算法 , 没 有 涉 及 双 层 保 温 层 的 计 算 问 题 。

实际上由于绝热材料在价格 、强度 、耐温性能等方面 有差异 ,许多场合采用双层保温层效果更好 ,一方面 可以降低费用 ,另一方面可以弥补绝热材料的某些 不足 ,如将耐温性能好但强度差的绝热材料作为内 层 ,而将耐温性能差但强度好的材料作为外层 。

因 此 ,合理选择各层绝热材料并按经济厚度施工 ,可以 获得优于单层保温层的效果 。

(1)F = 式中 , b ———保温层厚度 ,mB ———热能价格 ,元/ J F ———年总费用 ,元K ———单位体积保温层造价 ,元/ m 3 K ′———单位面积保护层造价 ,元/ m 2N ———保温投资贷款年分摊率 , %t w , t o ———分别为管路或设备的表面温度和环境温度 , ℃ τ———年运行时间,s λ———绝热材料的导热系数 ,W/ m 〃℃αo ———保温层外表面与周围空气间的对流辐 射联合传热系数 ,W/ m 2 〃℃ dF 求 d b = 0 得 :21d F= KN - Bτ( t w - t o ) / λ+ = 0am 在t 计c 算保温层厚度时 ,外径 ≤1 m 的管路或设αord b整理得保温层的经济厚度 :作为圆筒壁考虑 , 以 单 位 长 度 为 计 算 基 准 ; 外 径 >1 m 的管路或设备作为平壁考虑 ,以单位面积为计算基准 。

保温保冷厚度计算举例 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-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t a=25℃保温表面温度：t s=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1.8120kg/m3管壳的导热方程：0.048+0.00021tcp，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λ=｛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λ=｛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λ=｛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/㎡.ka、用CAS铝镁质保温隔热材料保温D 1ln(D1/D)=2λ(t-ts)/<as(ts-ta)>=｛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：XlnXX1.4192.021.4392.03①1.439—1.419=0.020.02÷10=0.002②1.4282—1.419=0.0092③0.0092÷0.002=4.6④1.4282对应的X为：2.02+（2.03—2.02）×4.6=2.0246）保温层厚度：δ=D（X-1）/2=219（2.02—1）/2=111.7mm。

和田地区保冷材料厚度计算(最大冷损法计算)根据国标【GB50264-97】工业设备及管道绝热工程设计的规定，管道保冷材料最大冷损法计算适用以下公式：D1l n（D1/D0）=2λ(（T o-T a）/Q – 1/αs) ---------------------------------- (1)αs -保冷层外表面对大气的放热系数W/m2k，取8.14；T a–环境温度K(。

C)To-设备表面温度，介质温度K(。

C)λ－保温层材料的导热系数W/mkD1－管道保温层的外径mD0－管道保温层的内径mQ为每平方米最大允许热损失量，保冷计算时Q取负值。

根据国标【GB50264-97】4.4.2条规定要求：当T a-T d<4.5时，[Q]=-(T a-T d) *αs当T a-T d>4.5时，[Q]=-4.5 *αsT d-当地最热月份露点温度K(。

C)根据气候条件，和田地区T a-T d>4.5，所以[Q]=-4.5*8.14=-36.6W/m2（二）实例计算根据热力学计算，冷损量与管道、保冷材料性能及厚度的关系为：D1l n（D1/D0）=2λ(（T o-T a）/Q – 1/αs) ---------------------------------- (1)αs =8.14；T o =-170℃（-190℃或-58℃）Ta=36℃λ =0.028 （因为内层LTD材料及外层材料导热系数λ很接近。

及为简化计算统一取0.028）D1、D0－管道保温层的内外径，由公式（2）得知：D1=D0+2δ代入D1l n（D1/D0）=2λ(（T o-T a）/Q – 1/αs) ---------------------------------- (1)当T o =-170℃时；=> D1l n（D1/D0）=2*0.028*(（206/36.6）– 1/8.14)=> D1l n（D1/D0）=0.056*5.068=> D1l n（D1/D0）=0.308同理，当T o =-190℃时；D1l n（D1/D0）=2*0.028*(（226/36.6）– 1/8.14)=> D1l n（D1/D0）=0.339当T o =-58℃时；D1l n（D1/D0）=2*0.028*(（94/36.6）– 1/8.14)=> D1l n（D1/D0）=0.137以外管径D0==0.021m的管道作为例子求解：当厚度为0.05m，即D1=0.121m时，D1l n（D1/D0）=0.212当厚度为0.075m，即D1=0.171m时，D1l n（D1/D0）=0.357对比在该温度（-170℃）下的方程D1l n（D1/0.021）=0.308，数值0.308落在0.212和0.357之间，由于D1l n（D1/D0）是D1为变量的单增函数，由于所以实际D1有如下限制：0.171m> D1>0.121m,即厚度小于0.075而大于0.05m。

1.圆筒面（公称直径等于和小于1000mm 的管道和圆筒形设备）
（D1/D0）Ln（D1/D0）＝2λ/αsD0*（Tf-Ts）/（Ts-Ta）
δ＝（D1-D0）/ 2
2.平面单层保冷层（公称直径大于1000mm 的管道和圆筒形设备）
δ＝λ/αs*（Tf-Ts ）/（Ts-Ta ）
输入参数
输入参数介质温度 T f ＝
5℃露点温度 T d ＝20.54℃环境温度 Ta ＝
23.6℃表面温度 Ts ＝21.54℃取值T d +1℃相对湿度 RH ＝90%导热系数 λ＝0.034
w/（m·k）放热系数 αs ＝8.14w/（m2k）保温管内径 D 0＝
15mm 1.圆筒面（公称直径等于和小于1000mm 的管道和圆筒形设备）
福耐斯保温层厚度为δ＝17.3mm
3.95458≥
4.4715854公式右边2λ/αsD0*（Tf-Ts）/（Ts-Ta）注：设的保温厚度值必须使公式左边≥公式右边
2.平面单层保冷层（公称直径大于1000mm 的管道和圆筒形设备）
福耐斯保温层厚度为δ＝33.536891mm
计算保温层厚度（防凝露法）
一、保温厚度计算公式：
二、设计参数：
三、计算保温层厚度：
公式左边（D 1/D 0）Ln（D 1/D 0）＝
（Tf-Ts）/（Ts-Ta）。

石油化工设计Petrochemical Design2019,36(1) 53 ~55 7營#$低温液氮管道保冷设计计算方法浅析(海工英派尔工程有限公司，山东青岛266101)摘要：通过某一工程实例对低温液氮管道的保冷层厚度度计算方法进行了探讨，分析了用限定外表面温度C的方法计算低温管道保冷时存在的问题，针对不同的室外低温管道，按保冷目的不同，选用合适的限定条件和计算方法；即低温液氮管道宜分别采用限定内部介质温升6的方法和不会结露的“限定冷 损失量”的方法计算保冷层厚度。

关键词：低温液氮管道保冷层厚度计算方法doi：10. 3969/j.issn. 1005 - 8168.2019.01.014氮在化学工业、石油工业、电子工业、食品工 业、炼及加工业等领域有着广泛的$在液氮的制取、利用过程中，通常需要有低温液体 输送管路，为减少液态氮在生产和输送过程中的 或气化[即减少 损失（热侵人）或控制冷损量]，需对设备和管道进行保冷，以确保保冷 层外表面温度高于环境的露点温度，从而达到减 少（控制&损失，节 的目的。

工程中多包扎多 热材料、粉末真空、高真空或高真多层的绝热。

本 某一液氮管道保冷厚度的设计工程实例，对其所用的计算 行析与探讨，液氮管道 包扎圆筒型单多 热 料。

式中:)---绝热层厚度，m;3---绝热层外直径，m;3—管道或设备外 ，m;0—冷价（元/GJ);*—绝热材料在平均温度下的导热系数，[W/(m •K)];C—年运行时间，h;#0—管道或设备的外表面温度，a;#—环境温度，a;0—绝热结构单位造价格，元/m3;s—利计算的绝热工程投资偿还年摊销率，％;(—绝热层外表面与周围空气的换热系1保冷计算的基本公式[1]热 的厚 :数，[W/(m2 •K)];[8]—以每平方米绝热层外表面积表示的的最 损失（W/m2)，为负值；(1)最大允许冷损失下绝热层厚度：表面温度法及防止外表面结露的绝热层厚度):31ln(3)=02* #s - #0(s#a - #s⑶8=K(31-3)/2(4)#s—绝热层的外表面温度，a;(—保冷厚度修正系数。

聚氨酯保冷厚度计算方法聚氨酯保冷是一种常用于冷库、冷藏车等冷却设备的保温材料。

为了确保冷藏设备的保温性能，我们需要准确计算聚氨酯保冷的厚度。

本文将介绍一种常用的聚氨酯保冷厚度计算方法。

我们需要明确计算聚氨酯保冷厚度的目的是为了满足特定的保温要求。

一般来说，冷藏设备的保温要求会根据存储物品的特性和环境条件而有所不同。

例如，对于冷藏食品来说，通常需要保持在特定的温度范围内，而对于冷冻食品来说，则需要更高的保温性能。

我们需要了解聚氨酯保冷材料的热传导性能。

热传导性能是衡量材料导热能力的指标，单位为W/(m·K)。

聚氨酯保冷材料的热传导性能与材料的密度、孔隙率、配方等因素有关。

一般来说，热传导性能较低的聚氨酯保冷材料能够提供更好的保温效果。

在计算聚氨酯保冷厚度时，我们需要考虑三个主要因素：环境温度、所需保温时间和保温要求。

环境温度是指冷藏设备所处的周围温度，保温时间是指需要保持稳定温度的时间长度，保温要求是指需要达到的目标温度。

我们需要确定所需的保温时间。

根据设备的使用情况和存储物品的特性，我们可以确定需要保持稳定温度的时间长度。

例如，如果冷藏设备需要在一天内保持恒定的温度，那么所需的保温时间为24小时。

我们需要确定环境温度和保温要求。

环境温度可以根据设备所处的地理位置和季节来确定，保温要求可以根据存储物品的特性和使用要求来确定。

例如，如果环境温度为30摄氏度，而保温要求为5摄氏度，则需要将温度降低25摄氏度。

接下来，我们可以利用聚氨酯保冷材料的热传导性能来计算所需的保温厚度。

计算的基本原理是根据热传导公式计算出单位时间内通过材料的热量，然后根据所需的保温时间和保温要求来确定所需的保温厚度。

假设聚氨酯保冷材料的热传导系数为λ，单位时间内通过材料的热量Q可以通过以下公式计算：Q = λ × ΔT × A / d其中，ΔT为环境温度与所需保温要求的温度差，A为保温表面积，d为聚氨酯保冷的厚度。