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传 热 实 验1 实验目的1.1 测定套管换热器中空气—水系统的传热系数及；1.2 测定不同的热空气流量时，Nu 与Re 之间的关系，并得到准数方程式； 1.3 了解并掌握热电偶的使用及其温度测量。
2 基本原理2.1 测定传热系数K根据传热速率方程式mt KA Q ∆= （1） mt A Q K ∆=（2）实验时，若能测定或确定Q 、t m 和A ，则可测定K 。
（1）传热速率在不考虑热损失的条件下)(21T T c m Q p s -= （3） 式中：s m —空气的质量流量，kg/s ，S s V m ρ=，S V 为空气的容积流量，m 3/s ，ρ为空气的密度，kg/m 3；p c —空气的定压比热，J/(kg ·K)； 21,T T —空气的进、出口温度，℃。
（2）传热推动力t m2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ （4）式中：211t T t -=∆，2t —冷却水出口温度，℃122t T t -=∆，1t —冷却水进口温度，℃（3）传热面积dL A π= （5）式中：L —传热管长度，m ； d —传热管内径，m 。
2.2 求Nu 与Re 的定量关系式由因次分析法可知，空气在圆形直管中强制湍流时的传热膜系数符合下列准数关联式：nA Nu (Re)=或 ndu A d⎪⎪⎭⎫⎝⎛=μρλα （6） 式中：A ，n —待定系数及指数；λ—定性温度下空气的导热系数，W/(m ·K);u —空气的流速,m/s, 2785.0dV u S =;μ—空气的粘度,kg/(m ·s);α—管壁对空气的传热膜系数,W/(m 2·K)。
在水—空气换热系统中，若忽略管壁与污垢的热阻，则总传热系数K 与传热膜系数α的关系为:21111αα+≈K式中：1α—管壁对水的传热膜系数,W/(m 2·K)2α—管壁对空气的传热膜系数,W/(m 2·K)本实验中保持水在套管环隙间的高速流动，且由于水的比热较大，因此水的进、出口温度变化很小，管壁对水的传热系数较管壁对空气的传热系数大得多，即21αα>>，这样总传热系数近似等于管壁对空气的传热系数：αα=≈2K实验中通过调节空气的流量，测得对应的传热系数，然后将实验数据整理为Re及Nu，再将所得的一系列Nu-Re数据，通过用双对数坐标纸作图或回归分析法求得待定系数A和指数n，进而得到准数方程式。
管道绝热施工作业指导书1适用范围适用于供热采暖、生活用热水或蒸汽管道及设备的保温和给排水管道的防结露保温。
2主要机具2.1机械设备：砂轮锯、电焊机。
2.2通用和专用工具：钢剪、布剪、手锤、剁子、弯钩、铁锹、灰桶、平抹子、圆弧抹子等2.3测量、检测和试验设备：钢卷尺、钢针、靠尺、楔形塞尺等。
3成品保护3.1管道及设备保温，必须在地沟及管井内已进行清理，不再有下道工序损坏保温层的前提下，方可进行保温。
3.2一般管道保温应在水压试验合格，防腐工作已完的条件下方可施工，不能颠倒工序。
3.3保温材料进行入现场不得雨淋或存放在潮湿场所。
3.4保温后留下的碎料，应由负责施工的班组自行清理。
3.5明装管道的保温，土建若喷浆在后，应有防止污染保温层的措施。
3.6如有特殊情况需拆下保温层进行管道处理或其它工种在施工中损坏保温层时，应及时按原要求进行修复。
管道绝热施工作业指导书（二）1. 引言管道绝热施工是工业生产过程中常见的工程项目之一。
它不仅能保护管道输送介质的温度稳定，还能减少能量损失，提高能源利用效率。
本指导书将介绍管道绝热施工的必要性、施工准备工作、施工过程和施工质量控制等方面的内容，帮助施工人员掌握绝热施工的要领。
2. 管道绝热施工的必要性管道输送的介质通常具有一定的温度，为了保持其稳定性，防止温度损失，需要进行绝热处理。
绝热施工主要有以下几个方面的必要性：2.1 降低热量损失：管道绝热可以减少热量传递和散失，从而降低能源的消耗和成本。
2.2 提高工业生产效率：通过绝热处理，可以提高管道介质在输送过程中的温度稳定性，提高生产效率。
2.3 保护设备和管道：绝热处理可以保护设备和管道不受温度变化的影响，延长其使用寿命。
3. 施工准备工作3.1 安全措施：在进行绝热施工前，必须确保工作区域的安全。
施工人员应佩戴安全帽、防护眼镜、安全鞋等必要的个人防护装备，并严格遵守施工现场的规章制度。
3.2 施工材料准备：在施工前，需要准备好所需的绝热材料，包括绝热层、保护层、支撑材料、固定件、接头等。
标准：锅炉房设计规范、设备及管道绝热技术通则、设备及管道绝热设计导则、动力管保温层经济厚度计算管道外径(裸管外径)m Do 0.108假设保温层厚度m δ0.127设备或管道外表面温度℃T250环境温度℃Ta12年运行时间 h t8000单位换热系数A10.0018975保温层外径（两层时为内层保温层外径）m D10.362热价 元/GJ P E16保温材料制品热导率W/mkλ0.05498保温层单位造价 元/m³P1400保护层单位造价 元/㎡P215保温结构单位造价 元/m³P T581.9400235年利率%（复利率）i10%计息年数 年n7保温工程投资贷款年分摊率%（复利计算）S0.2054055管道外的風速 m/sω0保温层外表面向大气的表面传热系数W/㎡kɑ11.63保温层厚度mδ0.127D1/Do×ln(D1/Do)= 4.071931838D1/DO 3.36附表校核保温层外径m D1j0.36288保温层厚度mδ0.12744保温层厚度计算（控制散热损失）管道外径(裸管外径)m Do0.108设备或管道外表面温度℃T250环境温度℃Ta12保温层内外表面平均温度℃Tm131富裕系数K0.9允许散热损失w/㎡Q163保温材料制品热导率W/mkλ0.05498查表管道外的風速 m/sω0保温层外表面向大气的表面传热系数W/㎡kɑ11.63D1/Do×ln(D1/Do)= 1.56D1/DO 2.1查表保温层外径m D10.2268保温层厚度mδ0.0594保温层厚度m(快速计算)δ0.102保温层厚度计算（控制外表面温度）管道外径(裸管外径)m Do0.108设备或管道外表面温度℃T200环境温度℃Ta25假设保温层外表面温度℃Ts50保温层内外表面平均温度℃Tm125保温材料制品热导率W/mkλ0.0539查表管道外的風速 m/sω0保温层外表面向大气的表面传热系数W/㎡kɑ11.63对于防烫伤，则取8.141D1/Do×ln(D1/Do)=0.51D1/DO 1.43查表保温层外径m D10.15444保温层厚度mδ0.02322保温层表面散热损失计算和外表面温度计算管道外径(裸管外径)m Do0.108假设保温层厚度mδ0.127设备或管道外表面温度℃（介质温度）T250环境温度℃Ta12年运行时间 h t8000单位换热系数A10.0018975保温层外径（两层时为内层保温层外径）m D10.362热价 元/GJ P E16内层保温材料制品热导率W/mkλ10.05498保温层单位造价 元/m³P1400保护层单位造价 元/㎡P215保温结构单位造价 元/m³PT581.94年利率%（复利率）i10%计息年数 年n7保温工程投资贷款年分摊率%（复利计算）S0.21管道外的風速 m/sω0保温层外表面向大气的表面传热系数W/㎡kɑ11.63保温层厚度mδ0.127D1/Do×ln(D1/Do)= 4.07D1/DO 3.36附表校核保温层外径m D1j0.363保温层厚度mδ0.127(T-Ta)/Do2203.70单层散热损失w/㎡Q58.26单位管道长度散热损失w/m q66.22保温层外表面温度℃Ts17.01导则、动力管道设计手册、工业锅炉经济运行、锅炉节能技术监督管理规程与假设保温层厚度接近，则正确防烫伤，则取8.141。
管道绝热施工作业指导书一、前言管道绝热是一项重要的工作，在很多行业中都占有不可替代的地位。
因此，为了确保绝热施工的顺利进行，需要进行详细的作业指导。
本文就是针对管道绝热施工进行的具体指导。
二、施工准备1.准备所需材料，包括绝热材料、绝热贴合胶、铝箔带、绝热棉、绳索、绝热布、铁丝等。
2.检查管道表面的净度和平整程度。
如有杂物或凸起的地方，应及时清理和修整。
3.根据管道尺寸和形状，制作对应的绝热板材或筒套。
4.安排施工人员并进行必要的工作安全教育。
三、施工方法1.将绝热板材或筒套固定在管道上。
使用铁丝或绳索将板材或筒套固定在管道上，确保其牢固不松动。
2.用刀子对绝热板材或筒套进行切割。
切割后按照尺寸进行匹配，确保紧密贴合。
3.使用绝热贴合胶粘贴，确保绝热板材或筒套与管道的牢固结合。
在需要拼接的地方使用绝热贴合胶进行拼接，使其具有良好的密封性。
4.将铝箔带用于对绝热体进行封包。
铝箔带可以防止绝热体受潮、老化，同时还可以表面附着保温材料。
5.加固固定点，防止绝热体松动。
在固定点处加固，使用绝热布或铝箔带进行包扎，使其具有良好的稳固性。
四、施工注意事项1.在施工前，应对管道进行仔细的检查，确认表面光洁、平整。
2.在切割绝热板材或筒套时，应根据尺寸进行切割，防止板材或筒套过大或过小。
3.确保绝热体与管道紧密贴合，不留缝隙。
4.在拼接处使用绝热贴合胶，确保其具有良好的密封性。
5.在固定点处加固，保证固定牢固。
五、施工质量验收1.确认绝热体与管道紧密贴合，不留缝隙。
2.检查绝热质量是否符合要求，防止出现绝热不良或脱落现象。
3.对使用的材料进行检查，确保质量合格。
六、施工安全措施1.施工人员应佩戴防护用品，避免受到绝热材料的化学和物理损伤。
2.施工现场应配备灭火器和急救设备，以防止意外事故的发生。
七、总结管道绝热作为一项重要的工作，在施工前需要进行周密的准备，同时在施工过程中应注意施工方法和安全措施，以确保施工质量和安全。
管道绝热施工作业指导书引言管道绝热施工指的是在工业管道、热水管道、暖气管道等管道上覆盖绝热材料，以达到隔热效果。
绝热材料可分为硅酸钙板、岩棉板、玻璃纤维板、聚氨酯板等。
管道绝热施工可以达到防止热损失和防止管道冷却的目的，对于工业生产节约能源具有非常重要的意义。
本文档就是对管道绝热施工作业过程中的技巧和注意事项进行概述，并为初学者提供指导。
管道绝热施工步骤步骤一：准备工作1.检查施工现场的环境是否合适，确保安全施工。
2.准备绝热材料、钢丝网、鞋钉、封口胶等。
选用适合的材料和规格，确保施工质量。
3.吊装绝热材料和配件，准备布线。
步骤二：管道处理1.清理管道表面灰尘和污垢，以确保绝热材料贴合力度。
2.检查管道是否破损，如果有破损要进行修补。
3.清除管道上的附着物和凸出物，以保证绝热材料与管道表面紧密贴合。
4.对管道的接口处进行护套处理，以确保接口的密封性。
步骤三：绝热材料的施工1.根据管道大小和规格适量切割绝热材料，并注意保持板材的平整度。
2.使用钢丝网将绝热材料缝合固定在管道表面上，并采用鞋钉将其定位。
3.对于弯曲的管道，需在一端烘烤绝热材料以使其变形，并再次用钢丝网缝合贴合管道表面。
4.使绝热材料贴合紧密后，涂抹封口胶，防止雨水、露水等进入。
步骤四：验收与维护1.检查绝热施工质量，确认无松动、开裂、空鼓、超高部位等瑕疵。
2.在进行管道维护时，要注意避免损坏绝热隔离层，影响隔热效果。
注意事项1.进行管道绝热施工时，务必保证安全。
尽可能避免使用易燃、易爆物质。
2.施工人员必须佩戴防护设备，包括防尘口罩、有毒气体防护装备等。
3.施工前必须认真检查使用的材料，以避免施工出现安全隐患。
4.绝热材料需要冻融循环试验，并且必须符合国家质量标准。
5.建议选用专业厂家生产的产品，避免使用劣质产品。
结论管道绝热施工作为一项重要的工程过程，在工业生产中具有重要的作用。
希望各位施工人员在进行管道绝热施工的过程中，遵守规范，注意安全，确保施工质量。
LNG长输管道输送技术探讨[摘要]随着人们生活水平的不断提高，对于液化天然气(LNG)的消费逐年增长，LNG的输送范围在不断扩大，输送距离也在不断延长，因而考虑LNG长距离输送的经济性以及技术可行性，建立LNG长输管道实属必要。
本文主要对LNG 长输管道的设备作出分析，包括输送管道、输送泵以及制冷机的选择；就管道工艺、绝热选择、输送工艺及管道预冷、冷收缩等技术分析LNG长输管道输送技术的可行性，以期对LNG行业的发展有所裨益。
【关键词】液化天然气；LNG长输管道；输送技术1.前言在当今能源日益短缺的时代，世界范围内的液化天然气(LNG)的生产以及贸易也日益活跃，正在成为世界油气工业新的增长点。
液化天然气输送管道解决了气态天然气无法长途运输的难题，天然气液化后运往全球各地，实现了能源供应的多元化，保障了能源安全。
随着能源开发的实现以及输送技术的进步，我国的液化天然气产业逐步成熟，然而在长输管道输送技术方面还有待提高。
2.LNG长输管道输送设备2.1长输管道LNG长输管道一般选用含9%镍钢管或者是304L/316材质的奥氏体不锈钢管。
奥氏体不锈钢虽然具有较好的低温性能，但是其线的膨胀系数也很大，在常温情况下冷却到-160℃时的收缩量仅为2.7mm/m，基于此，在输送管道中考虑使用膨胀节、波纹管或者是铜弯管等对温度变化引发的热胀冷缩进行补偿。
同时,在进行LNG长输管道的规划时,应将低温液体的绝热需求考虑进去,采取相应的绝热保护措施。
低温液体的输送管道一般分为真空绝热管、普通绝热管以及非绝热管(裸管)。
非绝热管的结构较为简单、造价低、热容量小，但是在使用得过程中跑冷损失较大，主要使用在短距离、间断性的输送管道中。
真空绝热管根据绝热方法的不同可以分为真空多层绝热管、真空粉末绝热管以及高真空绝热管，主要由外管、内管以及相关的支撑件组成，造价及施工管理的费用较高。
2.2输送泵输送泵是LNG长输管道的动力中心，目前管道的输送泵包括非潜液泵及潜液泵。
化学工程实验仪器系列产品CEA—H02型裸管和绝热管传热实验仪实验说明书北京新华教仪科贸有限公司一、用途与特点CEA－H02型裸管和绝热管传热实验仪适合于设有化学、应用化学、化工和轻工等专业各类学校，供化工实验室教学实验之用。
本仪器是最新设计的小型化学工程实验装置，具有箱式整体结构、轻巧美观、性能可靠和使用方便等特点。
本仪器由裸管、固体材料保温管和空气夹层保温管三部分组成。
蒸汽发生器采用电加热并由控压调节器控制压力恒定，性能安全可靠。
本实验仪可供实验的主要内容：（1）观察和比较裸管、固体材料保温管和夹层保温管散热速度的不同，以及影响散热速率的主要因素。
（2）实验测定裸管向周围空间总的放热系数，固体保温材料的导热系数，以及空气夹层或真空夹层保温管的有效导热系数。
二、技术指标（1）外形尺寸：1000mm（W）×290mm（D）×1000mm（H）（2）加热功率：2kW（3）工作压力：常压（4）操作温度：100℃（5）控压精度：1±mm（水柱）（6）测温精度：±0.5℃三、主要设备及其规格（1）蒸汽发生器1台水箱尺寸：300mm（W）×120mm（D）×300mm（H）加热管：Ф10mm，L=230mm升汽管：Ф50×3mm汽包：Ф50×3mm（2）裸管1支材质：铜管径：Ф12×1.5mm长度：840mm（3）固体材料保温管内管管径：Ф12×1.5mm（铜管）外管管径：Ф50×4.6mm（工程塑料）保温材料：粒状珍珠岩长度：800mm（4）夹层保温管内管管径：Ф12×1.5mm（黄铜）内管管径：Ф32×2mm（镀铬钢管）长度：800mm （5）蒸汽压力控压调节器1台控压范围：0～400mm（水柱）控压精度：±5.0mm（水柱）（6）单管水柱压差计1支材质：无机玻璃量程：500mm（7）测温及感温元件1套感温元件：铜－康铜热电偶测温数字电压表：0－20mV±10µV四、装置流程与使用方法本实验仪的装置流程如图1所示。
裸管和绝热管传热实验装置使用说明书一、用途与特点裸管和绝热管传热实验仪适合于设有化学、应用化学、化工和轻工等专业各类学校，供化工原理实验室教学实验之用。
本仪器是最新设计的小型化学工程实验装置，具有箱式整体结构、轻巧美观、性能可靠和使用方便等特点。
本仪器由裸管、固体材料保温管和空气夹层保温管三部分组成。
蒸气发生器采用电加热并由控压仪控制压力恒定，性能安全可靠。
本实验仪可供实验的主要内容：（1）观察和比较裸管、固体材料保温管和夹层保温管散热速度的在，以及影响散热速率的主要因素。
（2）实验测定裸管向周转空间总的放热系数，固体保温材料的导热系数，以及空气夹层有效导热系数。
二、技术指标（1）外形尺寸：900mm（W）×450mm（D）×1000mm（H）（2）加热功率：2.5kW（3）工作压力：0.1-0.15MPa（4）操作温度：110-120℃（5）控温精度：±0.5℃（6）测温精度：±0.5℃三、主要设备及其规格（1）蒸汽发生器1台蒸发器尺寸：∮200mm×300mm电热管： 2.5KW汽包：Ф42×3mm（2）裸管1支材质：紫铜管径：Ф12×1mm，测试段长度：600mm（3）固体材料保温管内管管径：Ф12×2mm（紫铜管）外管管径：Ф38×1.0mm（不锈钢）保温材料：保温棉 测试段长度：600mm（4）夹层保温管内管管径：Ф12×1.0mm （紫铜） 内管管径：Ф38×1.0mm （不锈钢管）测试段长度：600mm（5）蒸汽压力控制518智能温控仪 1块 八路万能温度巡检仪1块用电流表调节加热电流和设定加热温度控制蒸汽压力。
（8）测温仪表感温元件：K 型， 电压表：0－15A四、实验原理1. 裸蒸汽管如图1所示，当蒸汽管外壁温度w T 高于周转空间温度a T 时，管外壁将以对流和辐射两种方式向周转空间传递热量。
实验十 裸管与绝热管传热的实验一、实验目的1．加深对传热过程基本原理的理解；2．掌握解决机理复杂的传热过程的实验研究方法和数据处理方法。
二、实验原理1．裸蒸汽管：当蒸汽管外壁温度T W 高于周围温度T a 时，管外壁将以对流和辐射两种方式向周围空间传递热量。
在周围空间无强制对流的状况下，当传热过程达到定常状态时，管外壁以对流方式给出热量的速度为：)T (T A αQ a W W c c -= (1)管外壁以辐射方式给出热量的速率为：])100T()100T [(A C Q 4a 4W W R -=ϕ (2))T (T A αQ a W W R R -= (3))T ]/(T /100)(T /100)[(T C αa W 4a 4W R --=ϕ (4)因此，管外壁向周围空间因自然对流和辐射两种方式传递的总给热速率为)T (T αA Q )T (T )A α(αQ Q Q Q a W W a W W R C RC -=⇒-+=+= (5)由自然对流给热实验数据整理得出的各种准数关联式为：n a Gr)c(Pr N ⋅= (6)2．固体材料保温管在定常状态下，单位时间内通过该绝热材料层的热量，即蒸汽管加以固体材料保温后的热损失速度率为:d d Ln )T πL(T 2Q λ/d)d Ln(T T πLλ2Q 'W W 'W W '-=⇒'-= (7) 3．空气夹层保温管在工业和实验设备上，除了采用绝热材料进行保温外，也常采用空气零部件层或真空夹层进行保温。
由于两壁面靠得很近，空气在密闭的夹层内自然对流时，冷热壁面的热边界层相互干扰，因而空气对流流动受壁面相对位置和空间形状及其大小的影响，情况比较复杂。
同时，它又是一种同时存在导热、对流和辐射三种方式的复杂传热过程。
因此，工程上采用等效导热系数的概念，将这种复杂传热过程虚拟为一种单纯的导热过程。
用一个与夹层厚度相同的固体层的导热作用等效于空气夹层的传热总效果。
实验 裸管和绝热管传热实验一、实验目的1、加深对传热过程基本原理的理解2、掌握解决机理复杂的传热过程的实验研究方法和数据处理方法。
3、测定裸管的传热系数、保温材料的导热系数及空气保温管的有效导热系数二、实验原理1．裸蒸汽管当蒸汽管外壁温度T w 高于周围空间温度T a 时，管外壁将以对流和辐射两种方式向周围空间传递热量。
Q c = αc A w (T 1 －T 4) (1) 式中：A w — 裸蒸汽管外壁总给热面积，m 2；αc － 管外壁向周围无限空间自然对流时的给热系数，W · m – 2 · K – 1。
管外壁以辐射方式给出热量的速率为Q R = αR A w (T 1－T 4) (2)αR 称为管外壁向周围无向空间辐射的给热系数，W · m – 2 · K – 1。
因此，管外壁向周围空间因自然对流和辐射两种方式传递的总给热速率为Q = Q c + Q R (3) Q = (αc + αR ) A w (T 1－T 4) (4) 令α = αc + αR ，则裸蒸汽管向周围无限空间散热时的总给热速率方程可简化表达为Q = α A w (T 1－T 4) (5)Α—壁面向周围无限空间散热时的总给热系数，W · m – 2 · K – 1。
2．固体材料保温管固体绝热材料圆筒壁的内径为d ，外径为d ′，测试段长度为L ，内壁温度为T 2，外壁温度为T ′2’，则根据导热基本定律dd T T L T T A Q 'Ln'2)(22'22-=-=λπδλ(6) 式中d 、d ′和L 均为实验设备的基本参数，只要实验测得T 2、T ′2’和Q 值，即可按上式得出固体绝热材料导热系数的实验测定值，即dd T T L Q 'Ln )'(222-=πλ (7)3．空气夹层保温管由于两壁面靠得很近,冷热壁面的热边界层相互干扰。
裸管和绝热管传热实验装置使用说明书一、用途与特点裸管和绝热管传热实验仪适合于设有化学、应用化学、化工和轻工等专业各类学校，供化工原理实验室教学实验之用。
本仪器是最新设计的小型化学工程实验装置，具有箱式整体结构、轻巧美观、性能可靠和使用方便等特点。
本仪器由裸管、固体材料保温管和空气夹层保温管三部分组成。
蒸气发生器采用电加热并由控压仪控制压力恒定，性能安全可靠。
本实验仪可供实验的主要内容：（1）观察和比较裸管、固体材料保温管和夹层保温管散热速度的在，以及影响散热速率的主要因素。
（2）实验测定裸管向周转空间总的放热系数，固体保温材料的导热系数，以及空气夹层有效导热系数。
二、技术指标（1）外形尺寸：900mm（W）×450mm（D）×1000mm（H）（2）加热功率：2.5kW（3）工作压力：0.1-0.15MPa（4）操作温度：110-120℃（5）控温精度：±0.5℃（6）测温精度：±0.5℃三、主要设备及其规格（1）蒸汽发生器1台蒸发器尺寸：∮200mm×300mm电热管： 2.5KW汽包：Ф42×3mm（2）裸管1支材质：紫铜管径：Ф12×1mm，测试段长度：600mm（3）固体材料保温管内管管径：Ф12×2mm（紫铜管）外管管径：Ф38×1.0mm（不锈钢）保温材料：保温棉 测试段长度：600mm（4）夹层保温管内管管径：Ф12×1.0mm （紫铜） 内管管径：Ф38×1.0mm （不锈钢管）测试段长度：600mm（5）蒸汽压力控制518智能温控仪 1块 八路万能温度巡检仪1块用电流表调节加热电流和设定加热温度控制蒸汽压力。
（8）测温仪表感温元件：K 型， 电压表：0－15A四、实验原理1. 裸蒸汽管如图1所示，当蒸汽管外壁温度w T 高于周转空间温度a T 时，管外壁将以对流和辐射两种方式向周转空间传递热量。
在周转空间无强制对流的状况下，当传热过程达到定常状态时，管外壁以对流方式给出热量的速度为图1 裸蒸汽管外壁向空间给热时的温度分布()a w w c c T T A Q -=α （1）式中 w A ——裸蒸汽管外壁总给热面积，m 2；c α——管外壁向周转无限空间自然对流时的给热系数，W ·m 2-·K 1-。
管外壁以辐射给出热量的速率为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=44100100a w w R T T A C Q ϕ （2）式中： C ——总辐射系数；ϕ——角系数；若将（2）式表达为与（1）式类同的形式，则（2）式可改写为()a w w R R T T A Q -=α （3）对比（2）（3）两式可得aw a w R T T T T C -⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=44100100ϕα （4） 式中R α称为管外壁向周转无限空间辐射的给热系数，W ·m 2-·K 1-。
因此，管外壁向周转空间因自然对流和辐射两种方式传递的总给热速率为R C Q Q Q += （5） ()()a w w R C T T A Q -+=αα （6）令R C ααα+=，则裸蒸汽管向周转无限空间散热时的总给热速率方程可简化表达为()a w w T T A Q -=α （7）式中α称为壁面向周转无限空间散热时的总给热系数，W ·m 2-·K 1-。
它表征在定常给热过程中，当推动力K T T a w 1=-时，单位壁面积上给热速率的大小。
α值可根据（7）式直接上实验测定。
由自然对流给热实验数据整理得出的各种准数关联式，文献中已有不少记载。
常用的关联式为()nr r a G P c N ⋅= （8）该式采用()a w m T T T +=21为定性温度，管外径d 为定性尺寸，式中： 努塞尔准数 λad N u =普兰特准数λμp r C P =格拉斯霍夫准数()223μβρa w r T T g d G -=上列各准数中λ、ρ、μ、p C 和β分别为定性温度下的空气异热系数、密度、粘度、定压比热容和体积膨胀系数。
对于竖直圆管，（8）式中的c 和n 值：当23105101⨯-⨯=⋅-r r G P 时，18.1=C ，81=n ；72102105⨯-⨯=⋅-r r G P 时，54.0=C ，41=n ；127101102⨯-⨯=⋅r r G P 时，135=C ，31=n 。
2. 固体材料保温管如图2所示，固体绝热材料圆筒壁的内径为d ，外径为d '，测试段长度为L ，内壁温度为wT '，外壁温度w T '，则根据导热基本定律得出，在定常状态下，单位时间内通过该绝热材料层的热量，即蒸汽管加以固体材料保温后的热损失速度率dd Ln T T L Q ww ''-=λπ2 （9） 式中d 、d '和L 均为实验设备的基本参数，只要实验测得w T 、w T '和Q 值，即可按上式得出固体绝热材料导热系数的实验测定值，即()dd Ln T T Q w w ''-=πλλ2 （10）图2 固体材料保温管的温度分布 图3 空气夹层保温管的温度分布 3. 空气夹层保温管在工业和实验设备上，除了采用绝热材料进行保温外，也常采用空气零部件层或真实夹层进行保温。
如图3所示，在空气夹层保温管中，由于两壁面靠得很近，空气在密闭的夹层内自然对流时，冷热壁面的热边界层相互干扰，因而空气对流流动受两壁面相对位置和空间形状及其大小的影响，情况比较复杂。
同时，它又是一种同时存在导热、对流和辐射三种方式的复杂的传热过程。
对这种传热过程的研究，一方面对其传热机理进行探讨，另一方面从工程实用意义上考虑更重要的是设法确定这种复杂传热过程的总效果。
因此，工程上采用等效导热系数的概念，将这种复杂传热过程虚拟为一种单纯的导热过程。
用一个与夹层厚度相同的固体层的导热作用等效于空气夹层的传热总效果。
由此，通过空气夹层的传热速率则可按导热速率方程来表达，即()ww w fT T A Q '-=δλ （11） 式中 f λ——等效导热系数，W ·m 1-·K 1-；δ——夹层的厚度，m ；w T —wT '——空气夹层两边的壁面温度，K 。
对于已知d 、d '、L 的空气夹层管，只要在定常状态下实验测得Q 、w T 和wT '，即可按下式计算得到空气夹层保温管的等效导热系数；()dd Ln T T L Q m w f ''-=πλ2 （12） 真空夹层保温管也可采用上述类同的概念和方法，测得等效导热系数的实验值。
对于空过空气夹层的热量曾有不少学者进行过大量的实验研究，并将实验结果整理成各种准数关联式。
下列为其中一种形式：()n f Gr c ⋅=Pr /λλ （13）当103＜()r r G P ＜106时，=c 0.105，n ＝0.3 当103＜()r r G P ＜1010时，=c 0.40，n ＝0.3 该关联式以()w w m T T T '-=21为定性温度，夹层厚度δ为定性尺寸。
式中λλ/f 为等效导热系数与空气的真实导热系数之比值。
4. 热损失速率不论是裸蒸汽管还是有保温层的蒸汽管，均可由实验测得的冷凝液流量s m ，kg ·s 1-求得总的热损失速率r m Q s t = （14）式中 r ——蒸汽的冷凝热，J ·kg 1-。
对于裸蒸汽管，由实测冷凝液流量按上式计算得到的总热损失速率t Q ，即为裸管全部外壁面（包括测试管壁面、分液瓶和连接管的表面积之和）散热时的给热速率f Q ，应由保温测试段和裸露的连接管与分液瓶两部分造成的。
因此，保温测试段的实际给热速率Q 按下式计算：0Q Q Q t -= （15）式中0Q 为测试管下端裸露部分所造成的热损失速率。
0Q 可按下式求得：()a w wo T T A Q -=α0 （16）式中wo A 为测试管下端裸露部分（连接管和分液瓶）的外表面积，m 2；α、w T 和a T 都由裸蒸汽管实验测得。
五、装置流程PT1T2T3T4T5T61345678910112图1 裸管和绝热管传热实验仪的装置流程1. 蒸汽发器；2. 排气阀；3. 加水阀；4.升汽管；5. 蒸汽包；6. 放空阀；7. 裸管；8. 固体材料保温管；9. 空气夹层保温管；10. 液位计；11.排水阀。
蒸汽发生器为一电热锅炉，蒸汽压力和温度由仪表调节控制。
蒸气进入蒸汽包后，分别通向三根垂直安装的测试管。
三根测试管依次为裸蒸汽管、固体材料保温管和夹层保温管。
测试管内的蒸汽冷凝后，冷凝液流入分液瓶，少量蒸汽和不凝性气体并由出。
六、使用步骤1、将仪器安放在平稳的台面上，并使各测试管保持垂直。
2、首先将蒸汽包上方放空阀打开，关闭蒸汽出口阀。
并将软水由注水漏斗加入蒸汽发生器内，加入量约为蒸汽发生器上部汽化室总高度的60%左右，器内液面应高于液位计3∕2处。
器内液面高度可通过液位计观察。
3、然后，将蒸汽包上方放空阀调到微开，同时根据需要将温度设定好（一般在110-120度之间）。
最后，接通电源，启动电源开关后按下加热开关，即可加热，将调压器电流调到8-10A左右。
4、待蒸汽压和各点温度维持不变，即达到稳定状态后，再开始各项测试操作。
在一定时间间隔内，用量筒量取蒸汽冷凝量，同时分别测量室温、蒸汽压强和测试管上的各点温度等有关数据。
5、重复进行实验3次，实验结果取其平均值。
6、在实验过程中，应特别注意保持状态的稳定。
尽量避免测试管周转空气的扰动，例如门随意的开关和人的走动都会对实验数据的稳定性产生影响。
实验过程中，还应随时监视蒸汽发生器的液位计，以防液位过低而烧毁加热器7、实验结束，在停止加热前应将全部放空阀打开，以防倒吸。
七、注意事项1、蒸发器加水一般加到液位计的2/3即可，假若水位超过了此高度那么不管再加多少水液位计的指示都不会改变。
液位最少时也不能低于蒸汽发生器的1/2否则电热管极易烧坏！2、实验操作时应注意安全，不能开蒸发器上灌水阀门防止热气冲出烫伤。
3、测量时应逐步加大气相流量，记录数据。
否则实验数值误差较大八、实验数据整理1. 测量并记录实验设备和操作基本参数（1）设备参数裸蒸汽管外径：=L mmd mm ，测试段长度：=连接管和分液器外表面积：=A m2wo保温层材质：固体材料保温管ρ54 kg·m－3～252kg·m3-保温材料堆积密度=b保温层内径=d mm，保温层外径：='d mm保温层长度：=L mmA m2裸管部分外表面积：=wo空气夹层保温管保温层内径=d mm，保温层外径：='d mm保温层长度：=L mm=A m2wo（2）内管基本参数：蒸汽压力计读数=r J·kg1-R mm（水柱），蒸汽冷凝热=蒸汽压强=P Pa，蒸汽温度=T℃2.测量并记录裸管、固体材料保温管和空气夹保温管的实验数据。
