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。