蒸汽管道温度损失计算及分析

1、蒸汽管道温度损失计算及分析热水供热管道的温降1.计算基本公式1.1温损计算公式t kg(tp tk) f 为:f bwG?C式中：kg 管道单位长度传热系数 w/mt p 管内热媒的平均温度 tk 环境温度CG 热媒质量流量KgC热水质量比热容J /Kg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kgan d n-In di 1i式中:anaw分别为管道内外表面的换了系数w/mdn，dw 分别为管道（含保温层）内外径 mi 管道各层材料的导热系数w/m C（金属的导热系数很高,自身热阻很小，可以忽略不计）。di 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

2、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:Nnandn0.037(Re0.75 180) Pr0.42Pr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:d w ln 2 ht d w工)21式中:t 管道埋设处的导热系数ht 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摄氏度时的导热系数都趋近于36.7 w/m Cc.土壤的导热系数t =0.6 w/m ChtD.由

3、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 =0.03 w/m CF. 保温层外包皮材料是：PVC，取 =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

4、件下，通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量 qi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：入叭U 2叽辺札亦4+12、总传热系数及其影响因素分析2.1总传热系数kh1 d1i12In di 1 d. i式中：h1 蒸汽对工作钢管内壁的换热系数入一蒸汽管道各层材料的导热系数di 蒸汽管道各层材料到管道中心的距离a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）2.2传热系数k的影响因素2.2 1蒸汽与管道内壁的对流换热系数hi计算公式：hi = Ny?f/Dex式中：Ny努谢儿特准则数?f 蒸汽的导热系数Dex 蒸汽管道工作钢管内径 影响因素：蒸

5、汽管道的管径大小及蒸汽温度 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。2.2.2管道与土壤的换热系数a （直埋敷设）2 h t,2 h t x 2八D ex ln DJ（ ）1 计算公式：D exD ex式中：兀一蒸汽管道埋设土壤处的导热系数，W/（m.K）Dex 蒸汽管道外径，mhi 蒸汽管道中心到地面的距离，m 影响因素：管道埋设深度土壤导热系数（主要受土壤土质及含水率影响） 主要结论：土壤换热系数的确定，需根据电厂实际情况，主要 考虑土壤土质及含水率等因素。2.2.3蒸汽管道与空气的对流换热系数a计算公式：a =

6、 Ny?入/DX式中：Ny努谢儿特准则数L蒸汽的导热系数Dex 蒸汽管道工作钢管内径 影响因素：空气温度及管道外壁温度 文献查阅主要结论：管壁在工程许可范围内对相同管径对流换热系数影响较小，在工程许可范围内可忽略224保温层导热系数的确定入入查阅相关数据库3蒸汽管道沿途温降计算tqjiLj（1）j 1000 CjpGj计算公式：j式中：qji 管段j单位长度热损Lj管段j的长度Cjp 管段j内蒸汽的平均定压比热G管段j的流量4热损失分析4.1管道沿途散热损失4.2蒸汽管线沿途跑冒热损失4.3换热站内凝结水热损失5工程实例分析5.1误差计算工程测量热损失n=理论计算热损失5.2误差分析：A. 工程测量中仪表精确度存在误差B. 理论计算中忽略各变量在各自影响因素下的变化，存在计算误差。5.3改进方案A. 多层保温材料，将导热系数入较