管道热损失的计算方法

管道保温热量消耗计算公式引言。

管道保温是工业生产中常见的一项工作，它可以有效地减少热量的散失，保证管道内介质的温度稳定。

而管道保温热量消耗的计算是非常重要的，它可以帮助工程师们合理地设计保温材料的厚度和材质，从而达到节能减排的目的。

本文将介绍管道保温热量消耗的计算公式，帮助读者更好地理解和应用这一知识。

一、管道保温热量消耗的意义。

管道在输送介质的过程中，会受到外界环境温度的影响，从而导致热量的散失。

而管道保温可以有效地减少这种热量散失，保证介质的温度稳定。

然而，管道保温也需要消耗一定的热量，这就需要我们对管道保温热量消耗进行计算，以便合理地设计保温措施。

二、管道保温热量消耗的计算公式。

管道保温热量消耗的计算公式包括两部分，对流热损失和辐射热损失。

下面将分别介绍这两部分的计算公式。

1. 对流热损失的计算公式。

对流热损失是指由于介质流经管道时与管道表面发生的对流传热而导致的热量损失。

对流热损失的计算公式如下：Qc = α× S × (T1 T2)。

其中，Qc表示对流热损失，单位为W；α表示对流传热系数，单位为W/(m ²·K)；S表示管道的外表面积，单位为m²；T1表示管道内介质的温度，单位为℃；T2表示环境温度，单位为℃。

2. 辐射热损失的计算公式。

辐射热损失是指由于管道表面发射的热辐射而导致的热量损失。

辐射热损失的计算公式如下：Qr = ε×σ× S × (T1^4 T2^4)。

其中，Qr表示辐射热损失，单位为W；ε表示辐射率，无单位；σ表示史蒂芬-玻尔兹曼常数，单位为W/(m²·K⁴)；S表示管道的外表面积，单位为m²；T1表示管道内介质的温度，单位为K；T2表示环境温度，单位为K。

三、管道保温热量消耗的综合计算公式。

综合考虑对流热损失和辐射热损失，管道保温热量消耗的综合计算公式如下：Qt = Qc + Qr。

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。

1.计算基本公式温损计算公式为：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1m .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—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i小，可以忽略不计）。

—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：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=;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：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：A. 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C.土壤的导热系数=D. 由于本文涉及到的最大管径为，所以取=E.保温材料为：聚氨酯，取=F. 保温层外包皮材料是：PVC，取=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。

根据稳态导热的原理，可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为：2、总传热系数及其影响因素分析总传热系数k式中：—蒸汽对工作钢管内壁的换热系数—蒸汽管道各层材料的导热系数—蒸汽管道各层材料到管道中心的距离 ɑ—蒸汽管道对土壤的换热系数（直埋）或蒸汽管道与空气间的对流换热系数（架空或管沟）传热系数k 的影响因素1蒸汽与管道内壁的对流换热系数 ①计算公式:式中：—努谢儿特准则数 —蒸汽的导热系数—蒸汽管道工作钢管内径②影响因素：蒸汽管道的管径大小及蒸汽温度③ 文献数据分析结论：在蒸汽供热运行的温度范围内，蒸汽温度对对流换热系数的影响相对较小，在计算时该系数可近似地取平均值。

管道热损失计算公式：Q(w)=2 π * λ *L*(tr-tu)/ln(D/d)式中：D(m)= 管道加保温层的外径( 单位m)d(m) = 管道外径( 单位m)π =3.14λ = 绝热层导热系数(w/m. ℃)L(m)= 管道长度( 单位m)tr( ℃)= 管道内部流体要保持温度( 单位℃)tu( ℃)= 外界环境最低温度( 单位℃)计算管道所需要的热负荷QtQt=Q(w)*n式中：n 保温材料的保温系数（见下表）：fsd 保温系数导热常数（W/m ℃）玻璃纤维1.00.036矿渣棉1.060.038矿渣毯1.200.043发泡塑料1.170.042聚氨酯0.670.024每个阀门需要的发热电缆长度等于每米管道所需要的电缆长度与散热系数的乘积。

各种阀门的散热系数如右表：每个阀门需要的发热电缆长度等于每米管道所需要的电缆长度与散热系数的乘积。

闸门1.3蝶阀，节流阀0.7球阀0.8球心阀1.2各种阀门的散热系数如右表：Q=(To-Ta)/[0.5*D1*ln(D1/Do)/λ+1/αS]式中：Q—以每平方米绝热层外表面积表示的热损失量，（W/ ㎡）To—罐体外表面温度（℃无衬里时，取介质的正常运行温度；有内衬时，按有外保温层存在的条件下进行传热计算确定；Ta—环境温度，（℃）运行期间平均气温；D1—绝热层外径（m）Do—罐体外经（m）λ—绝热层导热系数，（W/m* ℃）αS—绝热层外表面向周围环境的放热系数，（W/㎡*℃）αS=1.163*（10+6W ）W为当地年平均风速，无风速时αS取11.63箱体热损失量计算公式：Q=(To-Ta)/（δ/λ+1/αS）（W/㎡）式中δ—绝热层厚度（m）其余同上。

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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。

蒸汽管道热损失计算公式
蒸汽管道热损失计算公式是指计算蒸汽在输送过程中所损失的热量的公式。

在蒸汽输送领域中，热损失是一个很重要的问题，因为热损失会导致能量的浪费和系统效率的下降。

因此，正确计算蒸汽管道热损失是非常重要的。

蒸汽管道热损失的计算公式包括以下几个因素：
1. 管道长度：管道长度是指蒸汽从发生地到终点的距离，这是计算热损失的基础。

2. 管道直径：管道直径是指管道的横截面积，它对热损失的影响非常显著。

3. 管道材质：不同材质的管道对热损失的影响也不同。

4. 管道绝热条件：管道外部的绝热层可以减少热损失。

5. 蒸汽流量：蒸汽流量越大，热损失也就越大。

6. 蒸汽温度：蒸汽温度越高，热损失也就越大。

在实际计算中，我们可以使用以下公式来计算蒸汽管道热损失：
Q=2πλL(T1-T2)/(ln(r2/r1))
其中，Q是热损失的热流量，单位为W/m；π是圆周率；λ是导热
系数；L是管道长度，单位为m；T1是管道内部的温度，单位为℃；T2是管道外部的温度，单位为℃；r1和r2是管道的内半径和外半径，单位为m。

通过这个公式，我们可以计算出蒸汽在输送过程中所损失的热量。

实际应用中，我们还需要考虑管道的绝热条件、材质等因素，以提高系统效率。

正确计算蒸汽管道热损失是非常重要的。

通过合理的管道设计和绝热措施，可以降低热损失，提高系统效率，从而达到节能减排的目的。

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/( ㎡℃ )。

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。

A 简易热工设计1 设计需要确定的工艺参数1) 管道要求的维持温度，TV ；2) 当地最低环境温度CC), TA ;3) 管道的外径，D；4) 容器的表面积, S；5) 管道的保温材料品种及厚度；6) 管道是在室内或室外。

2 管道、平面热损失计算2.1 管道保温管道的热损失(加30%安全系数)按公式(1)计算：Qt={[2 n (TWA) ]/〔( LnD0/D1 ) 1/ 入+2/( DO a )]} X 1.32.2 平面保温平面的热损失(加30%安全系数)按公式(2)计算：QP=[(TV- TA)/( S / 入+1/ a )] X 1.3 .....................................式(1)和式(2)中：Qt —单位长度管道的热损失, W/m ；Qp —单位平面的热损失，W/ m2;TV —系统要求的维持温度，C；TA —当地的最低环境温度C；入T呆温材料的导热系数，W/(m C),见表3;D1—呆温层内径，(管道外径) m；D0—呆温层外径，m;D0=D1+2S；S—呆温层厚度，m；Ln —自然对数；a T呆温层外表面向大气的散热系数，W/(mc)与风速co, a值按公式(3)计算：a =1.163(6+ 3 1/2) W/(mC ) (3)表 3 常用呆温材料导热系数呆温材料导热系数W/ (m. C )…(1) (2)(m/s)有关,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表4 管道材质修正系数碳钢1不锈钢1. 25a铜0. 9塑料1.5B电伴热设计首先应知道管道的口径、保温层材料及厚度和所需维持温度之差△ T, 查管道散热量表，(乘以适当的保温系数)，就能得到单位长管道的散热量，如果管子在室内则再乘以0.9。

如果伴热的是塑料管道，因为塑料的导热性远低于碳钢(0.12:25 )，故可用0.6-0.7的系数对正常散热量加以修正。

管道热量损失计算哎呀，说到管道热量损失计算，这事儿可真是让人头疼。

不过，别担心，我这就给你娓娓道来，咱们用大白话聊聊这事儿。

首先，咱们得知道，管道里头的热量损失，其实就跟咱们冬天穿棉袄，但还觉得冷一样，热量就是从棉袄里头溜走了。

在管道里，这热量就是从管道的内壁溜到外壁，然后散到周围的空气中去了。

这事儿得算清楚，不然，咱们的暖气啊、热水啊，还没到目的地就凉了，那可不行。

咱们先得知道几个关键的数据，比如管道的长度、直径、材料，还有里面流的是什么玩意儿，是热水还是蒸汽，温度多少。

这些数据，就像是做蛋糕需要的面粉、鸡蛋、糖一样，缺一不可。

比如说，我有个朋友，他家的暖气管道老是不够热。

他找我帮忙，我一问，才知道，他家的管道是铁的，而且挺长，从锅炉房一直通到卧室。

我跟他说，这铁管啊，导热性能好，热量损失自然就大。

我让他量了量管道的直径和长度，然后算了一下。

计算公式是这样的：热量损失 = 管道长度× 管道直径× 材料的导热系数× 温差。

这个温差，就是管道里头的热水温度和外面空气的温度差。

我让他量了量，管道直径大概50毫米，长度嘛，从锅炉房到卧室，大概有30米。

铁的导热系数，我记得是50左右。

他家锅炉房的热水温度是90度，外面空气温度是10度，温差就是80度。

把这些数据一算，我跟他说，你这管道，每米大概要损失70瓦的热量。

他一听，吓一跳，说这可怎么办。

我跟他说，别急，咱们可以加保温材料，比如泡沫或者玻璃棉，这样就能减少热量损失。

他听了我的建议，买了些保温材料，把管道包得严严实实的。

过了一阵子，他跟我说，现在暖气热多了，感谢我帮他解决了大问题。

所以啊，这管道热量损失计算，虽然听起来复杂，但只要咱们掌握了方法，就能解决实际问题。

就像做蛋糕，只要掌握了配方，就能做出美味的蛋糕一样。

希望我这番话，能帮到你，让你在处理管道热量损失的问题时，也能游刃有余。