管道热损失的计算方法
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管道热损失的计算方法1.简化法简化法是最简单和常用的管道热损失计算方法之一、它基于平均温度差来估算管道的热损失。
具体步骤如下:步骤一:确定管道的长度、内径和外径。
步骤二:根据管道材料的热导率和外环境的温度,计算出管道的热传导热阻。
步骤三:根据流体的流速和物性参数,计算出流体的对流热阻。
步骤四:计算出平均温度差(ΔTm)。
步骤五:根据热传导热阻、对流热阻和平均温度差,计算出管道的热损失。
采用简化法进行计算的优点是简单易行,适用于一些简单的工程项目。
但是,由于忽略了管道内外表面的对流换热条件的差异,所以计算结果存在一定的误差。
2.设计图表法设计图表法是一种基于经验公式和查找表的计算方法。
它通过查表或者使用经验公式,将管道的热损失系数与管道直径、管壁材料、环境温度等因素相结合,得到管道的热损失。
具体步骤如下:步骤一:根据管道的材料、直径和环境温度,查表或使用经验公式,确定管道的热损失系数。
步骤二:根据管道的长度和流体温度,计算出管道的热损失。
设计图表法的优点是简便易行,适用于一些常见的管道材料和流体类型。
但是,由于经验公式和查找表都是基于统计数据得出的,所以适用性有一定的局限性。
对于特殊材料和流体,可能会存在较大的误差。
3.热传导方程法热传导方程法是一种基于热传导方程的计算方法,适用于复杂管道系统的热损失计算。
具体步骤如下:步骤一:建立管道系统的热传导方程。
步骤二:根据管道内外表面的对流换热条件,在热传导方程中添加相应的边界条件。
步骤三:求解热传导方程,得到管道的温度分布。
步骤四:根据温度分布,计算出管道的热损失。
热传导方程法的优点是准确性高,适用于复杂的管道系统。
但是,它的计算过程较为复杂,需要进行数值模拟和求解,计算量较大。
总结起来,管道热损失的计算方法有简化法、设计图表法和热传导方程法。
不同的方法适用于不同的工程项目,根据实际情况选择合适的方法进行计算,能够提高热管道系统的设计和优化效果。
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 ∙°Ctp —管内热媒的平均温度°Ctk —环境温度。
CG —躺质量流量1⅛ / SOC —热水质量比热容J / Kg. O1 ——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∙oC 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m1・1温损计算公式为: At=kg(tp-tQ 1 G ∙CJ2.1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∙°CC •土壤的导楼数入=0.6 w/m^ChtD.由于本文涉及到的最大管径为0.6m ,所以取π =1.8mE保温材料为:聚氨3旨,取2 =0.03 w∕m∙°CF•保温层外包皮材料是:PVC ,取2 =0.042 w/ m∙°cG•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。
bw k p g f CG t t k l t •-=∆)(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:式中:gk -管道单位长度传热系数C m w ο⋅/pt -管内热媒的平均温度C ︒kt -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1m1。
2。
管道传热系数为∑=+++=ni w w i i i n n g d a d d d a k 111ln 2111ππλπ式中:n a ,wa —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο⋅2/nd ,wd —分别为管道(含保温层)内外径mi 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m2.1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:42.075.0Pr )180(Re 037.0-≈=λnn n d a NPr 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:]1)2(2ln[22-+=wt wtwtw d h d h d a λ式中: t λ—管道埋设处的导热系数。
th —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36.7C m w ο⋅/C 。
土壤的导热系数t λ=0.6C m w ο⋅/D 。
由于本文涉及到的最大管径为0.6m,所以取th =1.8mE 。
保温材料为:聚氨酯,取λ=0。
03C m w ο⋅/ F. 保温层外包皮材料是:PVC ,取λ=0。
042C m w ο⋅/ G 。
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一、项目概况:
该楼为20层住在楼,一梯三户,楼高60米。
管道井内假设恒定温度为20摄氏度,风速假设为0.5米每秒,管道保温采用30mm 橡塑保温棉。
二、求值:
1、供、回水管道的管径,管道的热量损失;
2、供水管道的管径,当回水管径为DN32时的管道的热量损失;
3、太阳能设计以每户100L 的50℃的热水量计算,所需提供的热量;
4、管道损失所占太阳能提供热量的比例;
三、计算:
1、每户喷头出水量8L/min ,整栋楼太阳能热水同时使用率为40%; 管径计算:m 058.02
.13600Q 4V Q 4DN s =⨯⨯=⨯⨯=ππ t 52.11%4060008.060Q =⨯⨯⨯=
故:供水管道为DN65。
根据国家规范供回水管道差两个等级,则回水管道为DN40。
管道的热量损失计算见表格:
60米DN65供水管道的损失热量Q 供占比:4.51%
60米DN40回水管道的损失热量Q 回占比:3.75%,合计8.26%。
2、根据上面计算供水管道为DN65。
(回水管道为DN32)
管道的热量损失计算见表格:
60米DN65供水管道的损失热量Q 供占比:4.51%
60米DN32回水管道的损失热量Q 回占比:3.13%,合计7.64%。
3、用户所需太阳能提供的热量:
KJ 1004880406000187.4t cm Q =⨯⨯=∆=。
bw k p g f CG 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:gk —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 ︒kt —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∑=+++=ni w w i i i n n g d a d d d a k 111ln 2111ππλπ式中:na ,wa —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο⋅2/nd ,wd —分别为管道(含保温层)内外径mi 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(Re037.0-≈=λnn n d a NPr 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-+=wt wtwtw d h d h d a λ式中: t λ—管道埋设处的导热系数。
th —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th =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=Cmwο⋅/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。
n216.0175141 Re n57553.95683 Pr n 3.54
n0.3
u n1
νn0.000000556λ
4.51%
保温管道的热损失(加30%安全系数)计算:
Qt={[2π(TV-TA) ]/〔( LnD0/D1)1/λ+2/( D0α)]}×1.3
式中:
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=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃ )
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
管道材质修正系数
管道材料修正系数
碳钢 1
铜 0.9
不锈钢 1.25
塑料 1.5
Nu f=0.023Re n Pr n Re f=u n d n/ν
63(6+ω1/2) W/( ㎡℃ )。
管道热损失有很多因素和条件,如果详细计算需要很多数据。
但是在设计时都采用经验公式来计算,一般都采用(3%/100m.h).总流量=管损来估算。
保温管道的热损失(加30%安全系数)计算:Qt={[2π(TV-TA) ]/〔( LnD0/D1)1/λ+2/( D0α)]}×1.3式中: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=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃ )岩棉参数技术性能技术指标备注导热系数方程(w/m℃)岩棉板0.035+0.00018tm常温岩棉管0.036+0.00015tm不燃性 A纤维直径(μm)4-7最高使用温度(℃)200-600吸湿率(%) <5憎水率(%) ≥98硅酸铝参数项目硅酸铝纤维卷毡硅酸铝纤维平毡体积密度(kg/m3) 120±5 130±5纤维直径(μm)3-5 3-5永久线收缩率(%)-4 -3.9保温24小时(1000℃)(1000℃)渣球含量(%)Φ>0.21mm 14.2 15各热面下导热系数(w/m.k)0.034(20℃)0.096(400℃)0.132(600℃)0.034(20℃)0.095(400℃)0.132(600℃)。
蒸汽管道损失理论计算及分析本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.Marchbw 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:gk —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 ︒kt —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∑=+++=ni w w i i i n n g d a d d d a k 111ln 2111ππλπ式中:na ,wa —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο⋅2/nd ,wd —分别为管道(含保温层)内外径mi 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(Re037.0-≈=λnn n d a NPr 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-+=wt wtwtw d h d h d a λ式中: t λ—管道埋设处的导热系数。
th —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th =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。
保温管道的热损失(加30%安全系数计算:Qt={[2π(TV-TA ]/〔( LnD0/D1)1/λ+2/( D0α]}×1.3式中: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=1.163(6+ω1/2 W/( ㎡℃蒸汽:QT=((2*3.14*170°)/(ln (0.113/0.108)/0.043+2/(0.113*1.163*(6+0.2/2))) =1067.6/(0.0392/0.043+2/0.802)=1067.6/3.42=312.12瓦/米312.12*360米*60秒*60分/4.184/1000=96679.6大卡/小时由此6吨蒸汽锅炉每小时360万大卡将损耗2.7个百分点热水QT=((2.*3.14*70/(ln(0.227/0.219/0.024+2/(0.219*1.163*6.1 =439.6/(0.0296/0.024+2/1.554)=439.6/2.52=174.44瓦/米174.44*360*2*3600/4.184/1000=108066.08大卡/小时由此6吨热水锅炉每小时360万大卡将损耗3个百分点热量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管道材质修正系数管道材料修正系数碳钢 1铜 0.9不锈钢 1.25塑料 1.5蒸汽在管网中输送过程中的热损失大小,主要取决与保温结构和凝结水输排量的多少;下面试着计算回答一下楼主的问题。
bw k p g f CG t t k l t ∙-=∆)(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: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1m1.2.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gk C m w ο⋅/pt C ︒kt C ︒G s Kg /C C Kg J ︒⋅/l m ∑=+++=ni w w i i i n n g d a d d d a k 111ln 2111ππλπna wa C m w ο⋅2/nd wd mi λ—管道各层材料的导热系数(金属的导热系数很高,自身热阻很小,可以忽略不计)。
—管道各层材料到管道中心的距离m2.1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: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: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:C m w ο⋅/id 42.075.0Pr)180(Re037.0-≈=λnn n d a N ]1)2(2ln[22-+=wt wtwtw d h d h d a λt λthA. 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36.7C.土壤的导热系数=0.6D. 由于本文涉及到的最大管径为0.6m ,所以取=1.8mE.保温材料为:聚氨酯,取=0.03F. 保温层外包皮材料是:PVC ,取=0.042G.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: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 ;%5.1≈w λC m w ο⋅/t λC m w ο⋅/th λC m w ο⋅/λC m w ο⋅/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。