下面就用電伴熱液化石油氣體管道舉例計算:
①計算參數
a.氣源狀況
氣源種類:液化石油氣混空氣,液化石油氣的體積分數為40%
氣源露點:-13℃
氣體密度:1.84kg/m3[3]
b.外界環境
室外極端最低溫度:-34℃
c.管道
管道外徑:76mm
管道長度:80m
管道保溫層外徑:136mm
②保溫
管道保溫材料選用聚氨酯發泡,參照熱力管道保溫經驗值,保溫層厚度選30mm。
Ф=Ф1+Ф2=qmcp(t2-t1)+Klq (1)
Ф1——燃氣升溫的耗熱量,W
qm——燃氣的質量流量,kg/s
cp——燃氣的比定壓熱容,J/(kg·K)
t2——燃氣的終端溫度,℃
t1——燃氣的始端溫度,℃
K——補償系數,一般取1.3~1.5
忽略管道的導熱熱阻、燃氣與管道內表面對流換熱的熱阻,得到公式(2)[4]。
式中tf——管內燃氣的溫度,℃
ta——周圍空氣的溫度,℃
A——保溫材料的熱導率,W/(m·K)
D1——管道保溫層外徑,m
D0——管道外徑,m
α1——保溫層表面與周圍空氣間的表面傳熱系數,W/(m2·K)
當僅維持燃氣和管道溫度不變時,只需計算管道的單位長度散熱量q。本工程中tf=5℃,ta=-34℃,D1=0.136m,D0=0.076m,λ=0.033W/(m·K),α1=28W/(m2·K),l=80m,根據公式(1)和(2)得q=13.5W/m,Ф=1404W。
本工程中P=1652W。
式中d——纏繞螺距,m
④外管保護
為了防止管道保溫及伴熱遭到破壞,管道保溫層外加鋁皮或鐵皮保護。
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