急求蒸汽直埋管道復合保溫簡易計算方法
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當直埋管道的管中心埋深H小于4倍保溫管外徑時，土壤熱阻可用下式計算： Rs=(1/2πλs)ln｛2H/D+[(2H/D)²-1]^½｝(1) 當直埋管道的管中心埋深H等于大于4倍保溫管外徑時，(1)式可以簡化為： Rs=(1/2πλs)ln(4H/D)(2) 式中：Rs--土壤熱阻(m·k/W) λs--土壤導熱系數［W/(m·k)］ H--管中心埋深(m) D--保溫管外徑(m) 保溫層厚度一般有三種計算方法：(1)“經濟厚度”計算法；(2)“允許最大散熱損失”計算 法；(3)允許或指定介質溫降”計算法。 按“經濟厚度”計算，多種參數值難以確定，按“允許最大散熱損失”計算，又無據可依， 因為“通則”(GB4272-84)中規定的“允許最大散熱損失”值是針對架空、地溝的，同時也 是實施節能50%目標以前制訂的，不適用目前直埋蒸汽管道。本文是采用指定溫降和界面溫 度方法進行保溫層厚度計算。 在介質溫度已知，保溫層界面溫度和外護層表面溫度設定的情況下，根據當地的土壤導熱系 數和管道埋深，可按如下方法進行公式推導和計算：1。6。1 公式推導 由傳熱學圓管傳熱可知：Q=-λ·dt/dr·F=-λ·2πrl·dt/drdt=-Q/2πλl·dr/rt=-Q/2πλl·lnr+Ct1-t2=Q/2πλl·(lnr2-lnr1)=Q/2πλl·lnr2/r1=q1/2πλ·lnD2/D1t0-t1=q1/2πλ1·lnD1/D0 (1)t1-t2=q1/2πλ2·lnD2/D1 (2)t2-t3=q1/2πλ3·lnD3/D2 (3)t3-tg=q1/2πλg·ln4H/D3 (4)由(1)得出，lnD1=2πλ1·(t0-t1)/q1+lnD0 (5)由(1)+(2)得出，lnD2=2πλ2·〔t0-t2/q1-1/2πλ1·lnD1/D0〕+lnD1 (6)由(1)+(2)+(3)+(4)得出，lnD3= [2π·(t0-tg)-〔1/λ1·lnD1 /D0+1/λ2·lnD2/D1-1/λ3·lnD2+1/λg·ln4H〕q1]/q1·〔1/λ3-1/λg〕 (7)其中：H--直埋管道的埋深，m；tg--土壤年平均溫度，℃t0--介質溫度，℃t1、t2、t3--各保溫層表面溫度，℃λg--土壤導熱系數，W/m。k；λ1、λ2、λ3--各種保溫材料的導熱系數，W/m·k；D0--工作鋼管直徑，m；D1、D2、D3--各保溫層的直徑，m；q1--單位長度管道熱損失，W/m；1。6。2 單位長度蒸汽管道熱損失計算 對于蒸汽直埋管道，在已知蒸汽管道進、出口蒸汽比焓、比容的情況下，可按以下方法計算 單位長度蒸汽管道熱損失量： 蒸汽管道全程熱損可按下式計算： Q=0。278M〔h1/γ1-h2/γ2〕W式中：M--蒸汽流量，m³/h；h1，h2--根據蒸汽參數查得的管段進、出口蒸汽比焓，kJ/kg；V1，V2--根據蒸汽參數查得的管段進、出口蒸汽比容，m³/kg；單位長度管段熱損失可按下式計算：q1=Q/L={0。278M〔h1/V1-h2/V2〕}/L W/m式中：L-計算管段長度，m； 對于三層保溫結構保溫層厚度計算，在以上參數確定以后，可按保溫材料和保護外殼的耐熱 溫度設定界面溫度t1、t2、t3，將以上參數代入(5)、(6)、(7)式，即可求出D1、D2、D3，進而求出各保溫層的厚度δ1、δ2、δ3。在土壤條件和埋深變化的情況 下，可按(7)式校核表面溫度t3。 由于土壤導熱系數隨土壤含水量而發生季節性的變化，因此，為安全起見，計算出的保溫層 厚度應留有一定的安全系數。 實際計算中，由于有關參數變化復雜，為提高效率和優化計算，中國礦業大學(北京)已開發 了專門計算軟件。。