保温层厚度的计算方法

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管道保温层厚度的计算方法(三种方法)
(一).通过控制保温层外表面温度的方法计算				备注
管道内介质的温度 ℃	t=	95	输入
主保温层外表面温度 ℃	t_w1=	34.66		t_w1=33.4+0.028×(t－50) (或者根据工艺要求直接输入)
保温层平均温度 ℃	t_p=	64.83		t_p=(t+t_w1)/2
保温材料在tp温度下的导热系数 W/m·℃	λ₁=	0.048	输入
管道外径 m	d_w=	0.219	输入
管道周围空气温度	t_k=	28	输入
管道外的风速 m/s	ω=	4	输入
保温层表面到周围空气的放热系数 W/(m²·k)	α_h=	25.53		α_h=11.63+6.95×ω^0.5
设管道主保温层外径为d₁:	d1/dw×ln(d1/dw)=	0.1556		d1/dw×ln(d1/dw)=2×λ1×(t-tw1)/[αh×dw×(tw1-tk)]
令d1/dw×ln(d1/dw)=x·lnx查表得：	x·lnx=	0.1556	输入	见后面附表1
	x=	1.147	输入	见后面附表1
则保温层厚度δ为 : m	δ=	0.0161		δ=(d₁-d_w)/2=(x-1)×d_w/2
(二).通过控制最大热损失的方法计算
管道内介质的温度 ℃	t=	95	输入
保温层平均温度 ℃	t_p=	70	输入	此计算方法计算保温层厚度时,外表面温度未知,平均温度查附表2
保温材料的导热系数 W/m·℃	λ₁=	0.048	输入
管道外径 m	d_w=	0.219	输入
管道周围空气温度	t_k=	28	输入
保温层表面到周围空气的放热系数 W/(m²·k)	α_h=	0.034		查附表3
单位表面允许最大散热量 q	q=	93		查附表4
设管道主保温层外径为d₁:	d1=	0.3527		ln(d1/dw)=2×3.14×λ₁×[(t-t_k)/q－α_h]
则保温层厚度δ为 : m	δ=	0.0668
注:当预先定出管道或设备的表面最大允许散热损失时,其保温层的经济厚度为:	δ1=	0.0037		δ₁=2.69×d_w^1.2×λ₁^1.35×t_w1^1.73/q^1.5
(三).通过控制温度降时的保温层厚度计算
管道内的介质流量 kg/h	G=	35	输入
介质平均比热 kj/(kg·℃)	C=	896	输入
介质始端温度 ℃	t₁=	95	输入
介质终端温度 ℃	t₂=	70	输入
管道输送长度 m	L=	1000	输入
平面保温层到周围空气的放热系数 W/(m²·k)	α_h·1=	0.344	输入	室内取0.086,室外取0.344
管道支吊架局部保温系数	K₁=	1.2	输入	吊架室内1.10,室外1.15;支架室内1.15,室外1.20
当(t₁-t_k)/(t₂-t_k)<2时		TRUE		当(t₁-t_k)/(t₂-t_k)<2时,用下面公式计算：
设管道主保温层外径为d₁:	d₁=	0.2290		ln(d₁/d_w)=2×3.14×λ₁×[(tp-t_k)×L×K₁/[G×C×(t1-t2)－α_h·1]
则保温层厚度δ为 : m	δ=	0.0050		δ=(d1-dw)/2
当(t₁-t_k)/(t₂-t_k)≥2时		FALSE		当(t₁-t_k)/(t₂-t_k)≥2时，用下面公式计算：
设管道主保温层外径为d₁:	d₁=	0.2227		ln(d₁/d_w)=2×3.14×λ₁×[(t2-t_k)×L×K₁/[G×C×(t1-t_k)－α_h·1]
则保温层厚度δ为 : m	δ=	0.0018		δ=(d1-dw)/2
(四).直埋管道的保温层厚度计算
土壤的导热系数 W/m·℃	λ_t=	1.74		一般可取1.74W/m·℃
土壤层温度 ℃	t_t=	5		一般可取5℃
埋管深度 m	h=	1.2
设管道主保温层外径为d₁:	d₁=	0.0442		lnd₁=[λ₁×(t_w1-t_t)×ln(d_w)+λ₁×(t-t_w1)×ln(4_h)]/[λ_t×(t_w1-t_t)+λ₁×(t-t_w1)]
则保温层厚度δ为 : m	δ=	-0.0874		δ=(d1-dw)/2

x与xlnx函数表(当x=1～5时的xlnx)值
x	x·lnx	x	x·lnx	x	x·lnx	x	x·lnx	x	x·lnx	x	x·lnx
1	0.000	1.42	0.499	2.14	1.63	2.86	3.002	3.58	4.57	4.3	6.27
1.005	0.005	1.43	0.512	2.15	1.648	2.87	3.021	3.59	4.59	4.31	6.29
1.01	0.01005	1.44	0.526	2.16	1.665	2.88	3.045	3.6	4.62	4.32	6.32
1.015	0.01515	1.45	0.539	2.17	1.681	2.89	3.065	3.61	4.64	4.33	6.35
1.02	0.0202	1.46	0.552	2.18	1.699	2.9	3.085	3.62	4.66	4.34	6.38
1.025	0.253	1.47	0.565	2.19	1.72	2.91	3.104	3.63	4.68	4.35	6.4
1.03	0.0304	1.48	0.58	2.2	1.735	2.92	3.13	3.64	4.71	4.36	6.42
1.035	0.0356	1.49	0.594	2.21	1.756	2.93	3.15	3.65	4.73	4.37	6.44
1.04	0.0407	1.5	0.607	2.22	1.771	2.94	3.17	3.66	4.75	4.38	6.46
1.045	0.046	1.51	0.622	2.23	1.791	2.95	3.19	3.67	4.77	4.39	6.48
1.05	0.0512	1.52	0.637	2.24	1.805	2.96	3.21	3.68	4.8	4.4	6.52
1.055	0.0565	1.53	0.65	2.25	1.825	2.97	3.24	3.69	4.82	4.41	6.54
1.06	0.0617	1.54	0.665	2.26	1.841	2.98	3.25	3.7	4.84	4.42	6.57
1.065	0.067	1.55	0.679	2.27	1.861	2.99	3.27	3.71	4.86	4.43	6.6
1.07	0.0724	1.56	0.695	2.28	1.88	3	3.29	3.72	4.88	4.44	6.62
1.075	0.0777	1.57	0.708	2.29	1.899	3.01	3.31	3.73	4.91	4.45	6.64
1.08	0.0831	1.58	0.722	2.3	1.92	3.02	3.34	3.74	4.93	4.46	6.67
1.085	0.0885	1.59	0.737	2.31	1.935	3.03	3.36	3.75	4.96	4.47	6.7
1.09	0.0946	1.6	0.751	2.32	1.955	3.04	3.38	3.76	4.98	4.48	6.72
1.095	0.0994	1.61	0.765	2.33	1.97	3.05	3.4	3.77	5	4.49	6.74
1.1	0.1048	1.62	0.782	2.34	1.99	3.06	3.42	3.78	5.03	4.5	6.77
1.105	0.11	1.63	0.799	2.35	2.007	3.07	3.44	3.79	5.05	4.51	6.79
1.11	0.1162	1.64	0.815	2.36	2.027	3.08	3.46	3.8	5.07	4.52	6.81
1.115	0.121.	1.65	0.827	2.37	2.042	3.09	3.48	3.81	5.09	4.53	6.83
1.12	0.127.	1.66	0.842	2.38	2.062	3.1	3.5	3.82	5.12	4.54	6.86
1.125	0.1327	1.67	0.856	2.39	2.08	3.11	3.53	3.83	5.15	4.55	6.9
1.13	0.138	1.68	0.872	2.4	2.1	3.12	3.55	3.84	5.17	4.56	6.92
1.135	0.143	1.69	0.889	2.41	2.12	3.13	3.57	3.85	5.19	4.57	6.94
1.14	0.1492	1.7	0.902	2.42	2.14	3.14	3.59	3.86	5.21	4.58	6.97
1.145	0.1545	1.71	0.916	2.43	2.16	3.15	3.61	3.87	5.24	4.59	6.99
1.15	0.1607	1.72	0.932	2.44	2.18	3.16	3.64	3.88	5.26	4.6	7.02
1.155	0.1665	1.73	0.949	2.45	2.195	3.17	3.66	3.89	5.28	4.61	7.05
1.16	0.1721	1.74	0.965	2.46	2.217	3.18	3.68	3.9	5.31	4.62	7.07
1.165	0.1772	1.75	0.98	2.47	2.233	3.19	3.7	3.91	5.33	4.63	7.1
1.17	0.1846	1.76	0.994	2.48	2.255	3.2	3.72	3.92	5.35	4.64	7.12
1.175	0.189	1.77	1.011	2.49	2.27	3.21	3.74	3.93	53.7	4.65	7.14
1.18	0.195	1.78	1.029	2.5	2.29	3.22	3.76	3.94	5.4	4.66	7.16
1.185	0.201	1.79	1.04	2.51	2.31	3.23	3.78	3.95	5.43	4.67	7.19
1.19	0.207	1.8	1.059	2.52	2.328	3.24	3.81	3.96	5.45	4.68	7.21
1.195	0.213	1.81	1.081	2.53	2.344	3.25	3.83	3.97	5.47	4.69	7.24
1.2	0.218	1.82	1.089	2.54	2.37	3.26	3.85	3.98	5.5	4.7	7.26
1.205	0.25	1.83	1.108	2.55	2.385	3.27	3.88	3.99	5.53	4.71	7.28
1.21	0.23	1.84	1.121	2.56	2.405	3.28	3.9	4	5.55	4.72	7.32
1.215	0.236	1.85	1.138	2.57	2.425	3.29	3.92	4.01	5.57	4.73	7.35
1.22	0.242	1.86	1.152	2.58	2.444	3.3	3.94	4.02	5.6	4.74	7.38
1.225	0.245	1.87	1.169	2.59	2.462	3.31	3.96	4.03	5.62	4.75	7.4
1.23	0.2545	1.88	1.185	2.6	2.48	3.32	3.98	4.04	5.64	4.76	7.42
1.235	0.261	1.89	1.205	2.61	2.503	3.33	4	4.05	5.66	4.77	7.45
1.24	0.266	1.9	1.22	2.62	2.521	3.34	4.03	4.06	5.68	4.78	7.47
1.245	0.272	1.91	1.234	2.63	2.54	3.35	4.05	4.07	5.71	4.79	7.5
1.25	0.279	1.92	1.251	2.64	2.56	3.36	4.07	4.08	5.74	4.8	7.52
1.255	0.285	1.93	1.27	2.65	2.58	3.37	4.09	4.09	5.76	4.81	7.55
1.26	0.291	1.94	1.288	2.66	2.6	3.38	4.12	4.1	5.78	4.82	7.58
1.265	0.298	1.95	1.302	2.67	2.62	3.39	4.14	4.11	5.81	4.83	7.6
1.27	0.34	1.96	1.318	2.68	2.64	3.4	4.16	4.12	5.83	4.84	7.63
1.275	0.309	1.97	1.335	2.69	2.66	3.41	4.18	4.13	5.85	4.85	7.65
1.28	0.316	1.98	1.351	2.7	2.68	3.42	4.2	4.14	5.88	4.86	7.68
1.285	0.322	1.99	1.369	2.71	2.7	3.43	4.23	4.15	5.91	4.87	7.7
1.29	0.328	2	1.386	2.72	2.72	3.44	4.25	4.16	5.93	4.88	7.73
1.295	0.334	2.01	1.401	2.73	2.74	3.45	4.27	4.17	5.95	4.89	7.76
1.3	0.34	2.02	1.419	2.74	2.76	3.46	4.3	4.18	5.98	4.9	7.78
1.31	0.354	2.03	1.439	2.75	2.78	3.47	4.32	4.19	6.01	4.91	7.8
1.32	0.367	2.04	1.455	2.76	2.8	3.48	4.34	4.2	6.03	4.92	7.83
1.33	0.38	2.05	1.471	2.77	2.82	3.49	4.36	4.21	6.05	4.93	7.85
1.34	0.389	2.06	1.488	2.78	2.84	3.5	4.38	4.22	6.07	4.94	7.86
1.35	0.405	2.07	1.507	2.79	2.86	3.51	4.4	4.23	6.1	4.95	7.9
1.36	0.417	2.08	1.52	2.8	2.88	3.52	4.42	4.24	6.13	4.96	7.92
1.37	0.432	2.09	1.542	2.81	2.901	3.53	4.45	4.25	6.15	4.97	7.95
1.38	0.445	2.1	1.559	2.82	2.921	3.54	4.47	4.26	6.17	4.98	8
1.39	0.457	2.11	1.579	2.83	2.94	3.55	4.5	4.27	6.19	4.99	8.02
1.4	0.47	2.12	1.592	2.84	2.961	3.56	4.52	4.28	6.22	5	8.05
1.41	0.485	2.13	1.61	2.85	2.98	3.57	4.55	4.29	6.25

附表2:
保温层平均温度 t_p
周围空气温度(℃)		介质温度
周围空气温度(℃)		100	150	200	250	300	350	400
25		70	95	125	150	175	205	230
15		65	90	120	145	170	200	225
0		60	80	110	135	160	190	215
-15		55	75	105	130	155	185	210
附表3-1:
季节运行工况允许最大散热损失
设备、管道及附件外表面温度			50	100	150	200	250	300
允许最大散热损失			116	163	203	244	279	308
附表3-2:
常年运行工况允许最大散热损失
设备、管道及附件外表面温度			323(50)	373(100)	423(150)	473(200)	523(250)	573(250)	623(350)
允许最大散热损失			58	93	116	140	163	186	209
附表4:
保温层表面热阻
公称直径(mm)	室内					室外
	介质温度t(℃)					介质温度t(℃)
	≤100	200	300	400	500	≤100	200	300	400	500
	圆筒面放热阻力 R²(m²·K/w)
25	0.301	0.258	0.215	0.198	0.189	0.103	0.095	0.086	0.077	0.077
32	0.275	0.232	0.198	0.163	0.138	0.095	0.086	0.077	0.069	0.06
40	0.258	0.215	0.181	0.155	0.129	0.086	0.077	0.069	0.06	0.052
50	0.198	0.163	0.138	0.12	0.103	0.069	0.06	0.052	0.043	0.043
100	0.155	0.129	0.112	0.095	0.077	0.052	0.043	0.043	0.034	0.034
125	0.129	0.112	0.095	0.077	0.069	0.043	0.034	0.034	0.026	0.026
150	0.103	0.086	0.077	0.069	0.06	0.034	0.026	0.026	0.026	0.026
200	0.086	0.077	0.069	0.06	0.052	0.034	0.026	0.026	0.017	0.017
250	0.077	0.069	0.06	0.052	0.043	0.026	0.017	0.017	0.017	0.017
300	0.069	0.06	0.052	0.043	0.043	0.026	0.017	0.017	0.017	0.017
350	0.06	0.052	0.043	0.043	0.043	0.017	0.017	0.017	0.017	0.017
400	0.052	0.043	0.043	0.034	0.034	0.017	0.017	0.017	0.017	0.017
500	0.043	0.034	0.034	0.034	0.034	0.017	0.017	0.017	0.017	0.017
600	0.036	0.034	0.032	0.03	0.028	0.014	0.013	0.013	0.012	0.011
700	0.033	0.031	0.029	0.028	0.026	0.013	0.012	0.011	0.01	0.01
800	0.029	0.028	0.025	0.025	0.023	0.011	0.01	0.01	0.095	0.095
900	0.026	0.025	0.025	0.022	0.022	0.01	0.095	0.095	0.086	0.086
1000	0.023	0.022	0.022	0.021	0.021	0.009	0.086	0.086	0.008	0.008
2000	0.014	0.013	0.012	0.011	0.01	0.005	0.004	0.004	0.004	0.004

保温层厚度计算附表1 附表2.3.4

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