下面就用电伴热液化石油气体管道举例计算:
①计算参数
a.气源状况
气源种类:液化石油气混空气,液化石油气的体积分数为40%
气源露点:-13℃
气体密度:1.84kg/m3[3]
b.外界环境
室外极端最低温度:-34℃
c.管道
管道外径:76mm
管道长度:80m
管道保温层外径:136mm
②保温
管道保温材料选用聚氨酯发泡,参照热力管道保温经验值,保温层厚度选30mm。
Ф=Ф1+Ф2=qmcp(t2-t1)+Klq (1)
Ф1——燃气升温的耗热量,W
qm——燃气的质量流量,kg/s
cp——燃气的比定压热容,J/(kg·K)
t2——燃气的终端温度,℃
t1——燃气的始端温度,℃
K——补偿系数,一般取1.3~1.5
忽略管道的导热热阻、燃气与管道内表面对流换热的热阻,得到公式(2)[4]。
式中tf——管内燃气的温度,℃
ta——周围空气的温度,℃
A——保温材料的热导率,W/(m·K)
D1——管道保温层外径,m
D0——管道外径,m
α1——保温层表面与周围空气间的表面传热系数,W/(m2·K)
当仅维持燃气和管道温度不变时,只需计算管道的单位长度散热量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,根据公式(1)和(2)得q=13.5W/m,Ф=1404W。
本工程中P=1652W。
式中d——缠绕螺距,m
④外管保护
为了防止管道保温及伴热遭到破坏,管道保温层外加铝皮或铁皮保护。
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