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多层管道保温的保温材料怎么选

为了减少工业上物料在管道运输过程中的热量损失,得到多层管道保温时最合理的内外布局。可根据导热方程来计算,并且在设计计算时,保持外界与管道内温差不变的情况下,只需比较热阻的大小,便可得知热损失大小,通过计算得到多层圆壁管道在不同情况下该如何布局和保温层的经济厚度,多层方管道的选择提供了一些方法。空调水管管道保温

目前,化工工艺的管道运输方面关于多层圆管道的保温层厚度确定给出保温层厚度相同时,管道直径越大,则单位长度,单位温度差的热损失越大,增加相同的保温层厚度,对大直径管道的保温效果更显著。以及在保温材料不同时,应选用导热系数较小的材料再确定合适的保温层厚度。对圆形管道进行多层保温时,当保温材料的厚度相同,从内向外按保温材料的导热系数从小到大的顺序排列热损失最小。方形管道的传导层厚度越大,热阻越大,热流量越小,保温效果越好。管道保温铝皮价格

1 工厂的管道及保温概述

1.1 常见的管道类型

一般情况下,常用的保温管道结构有两种,即方形管道保温和圆形管道保温。

1.2 保温系统的保温原理

化工原理上按传热机理分为3种传热基本方式,即热传导,对流给热,辐射传热。管道保温我们主要研究热传导。

2 保温材料布局对圆形、方形管道的保温效果

2.1 对圆形管道保温效果的影响管道保温多少钱一米

2.1.1 带有保温系统的圆形管道的热损失计算

可通过多层圆筒壁稳态导热公式计算



式中 Q:热流量,W;ΔT:内外温度差,℃;R:热阻,(℃·W-1)。



式中 L:管道长度,m;λi:第 层保温管道的材料导热系数,W·(m2·℃)-1,ri:第 i层管道的半径,m。

在假定温度差ΔT相同的情况下,只需比较热阻R的大小,相同温差下,热阻大的热流量小。由式(2)可看出,多层圆筒壁的保温效果取决于多种因素,包括管道内径,保温层的厚度,材料导热系数等因素,因此,进行分类讨论。铁皮保温施工

2.1.1 不同保温材料的排放顺序对保温效果的影响

为计算简便起见,以两层圆筒为例,假定有两种导热系数不同的保温材料,导热系数分别为λ1、λ2,并且λ1<λ2,控制管道的保温层厚度相同,管道的内径相同当导热系数小的保温材料在里层时,热阻式(1)中:



式中 R1:热阻,℃·W-1;L:管道长度,m;λ1:内层保温管道的材料导热系数,W·(m2·℃)-1;r1:管道的半径,m;λ2:外层保温管道的材料导热系数,W·(m2·℃)-1;r2:内层管道半径,m;r3:外层管道的半径,m。

当导热系数小的材料在外层时,热阻为:



式中 R2:导热系数小的材料在外层时的热阻,℃·W-1。

二者作差法比较热阻大小:





式中 ΔR:热阻之差,℃·W-1;d:保温层的厚度,m。

可得结论,多层圆壁管道保温时,当保温层厚度相同,导热系数大的材热系数小的材料的外层,这样保温效果更好,热流量小。这是因为在内外温度差相同时,热阻越大热流量越小,导热系数小的保温材料放在内层的热阻比导热系数大的保温材料放置在内层的计算所得的热阻大。

2.1.2 管道的内径对保温效果的影响 假定两层圆壁管道保温层厚度相同,保温材料的排放顺序相同,由式(3)



取保温层厚度d=20mm,

管道长度L=100m λ1=0.039 λ2=0.065

取内径 r1=30mm,50mm,70mm带入式(3)分别进行计算,结果见表1。

表1 管道的内径对保温效果的影响

Tab.1 Shadows of Pipeline Internal Diameter on Thermal Insulation Effect



由表1可得,以两层圆壁管道为例,多层圆壁管道保温时,在保温层厚度相同,保温材料排列顺序相同的情况下,管道内径越大,相应的热阻值越大,热流量越小,保温效果越好。

2.1.3 保温层厚度对保温效果的影响 由式(3)可得,在管道保温材料排列顺序相同,管道内径相同的情况下,保温层厚度越厚,热阻越大,热流量越小。但由于考虑到保温材料的经济实用性,根据文献[5]中求保温层经济厚度的方法,



式中 B1:热损失费用,元;S:热损失的单位费用,J·元 -1;

保温层结构费用:



式中 B2:保温层的结构费用,元;P:保温材料的单位结构费用,m3·元 -1。



2.2 带有保温系统的方形管道的热损失计算

平壁稳态导热公式中热阻计算式为:



式中 δi:第i层导热材料的传导层厚度,m;Ai:第 i层导热面积,m2。

2.2.1 保温材料的排序对方形管道保温效果的影响

在假定温度差相同(ΔT)相同的情况下,只需比较热阻R的大小,相同温差下,热阻大的热流量小。为方便起,以两层方形管道为例,并且假定两种材料的导热系数为λ1<λ2,传导层厚度相同,传热面积相等的情况下,

当导热系数小的保温材料在里层时,热阻式(11)中:



当导热系数小的保温材料在外层时,热阻



二者作商法比较热阻大小



由上式可以得出,在传导层厚度和传热面积相同的情况下,保温材料的排序对多层方形管道的影响很小,因此,可不用考虑。

2.2.2 传导层厚度对多层方管保温效果的影响

由式(5)可直接看出传导层厚度越大,传热面积和导热系数越小热阻越大,热流量越小。

3 管道结构对保温效果的影响

需比较热阻R的大小,相同温差下,热阻大的热流量小。为方便起,以两层方形管道与两层圆柱型管道为例,且两种管道布局相同,并且假定两种材料的导热系数为λ1<λ2,导热系数小的保温材料在内层,

圆形管道:



式中 Ry:此种情况下圆形管道的热阻,℃·w-1。

方型管道:



式中 Rw:此种情况下方形管道的热阻,℃·w-1。

用作商法



Q=ΔT/R 在假定温度差(ΔT)相同的情况下,只

表2 相同保温布局下管道形状对保温效果的影响

Tab.2 Effect of Pipeline Shape on Insulation Effect under the Same Insulation Layout



由表2可以看出,布局相同时,圆管与方管的保温效果取决于多种因素,包括管道直径,管道长度,壁厚等,并不能直接的证明圆管或者方管的保温效果好。可根据实际需要选择管道形状。热系数越小,热阻越大,热流量越小。

(4)布局相同时,圆管与方管的保温效果取决于多种因素,包括管道直径,管道长度,壁厚等,并不能直接的证明圆管或者方管的保温效果好。可根据实际需要选择管道形状。

4 结论

(1)本文给出了多层圆壁保温管道经济厚度计算方法;

(2)多层圆壁保温管道布局时,在保温层厚度相同的情况下,将导热系数小的保温材料放置在导热系数大的材料的里面,保温效果更好;在保温层厚度确定,保温材料确定的情况下,在一定范围内可选用管径较大的圆管,保温效果较好。


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