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    保温层的经济厚度 作者:admin   添加时间:2014-10-15 16:14   查看次数:
  • 1、管道保温层越厚,则管路散热损失越小,节约了燃料;但厚度加大,保温结构投资费用增加。“经济保温厚度”就是综合考虑管道保温结构的投资和管道散热损失的年运行费用两者因素,折算得出在一定年限内其“年计算费用”为最小时的保温层厚度。见图1图中A曲线表示保温所需的费用随着保温层厚度的增加而增加,B曲线表示热损失的费用随着保温层厚度的增加而减少,C曲线表示A、B曲线叠加的结果,C曲线最低点(即最低费用)所对应的厚度即为保温材料的经济厚度。

    2、数学模型  

    2.1 传热模型传热模型用于计算管道的热损失,以单位长度单层热绝缘圆管为计算基准(图2)。则通过单层保温层传递的热量Q为:

    若管内流体为饱和蒸汽,管内流体到管壁的放热系数a1的数值很大,则分母中第一项可忽略,式(1)简化为:

    式中 Q0——单位时间每米管道热损失,W/m  

    t1、t2——管内流体温度和周围介质温度,℃ 

    d0、d1、d2——管内径、管外径和保温层的外径, 

    m  a1、a2——管内流体到管壁的放热系数和保温层外表面到周围介质的放热系数  

    λ——保温材料的平均导热系数,W/(m·K)

    2.2 经济模型  

    最经济的保温厚度应该使全年运行费用Y为最小。它是由两部分组成:一是全年热损失费用Y1,二是设备折旧费用Y2。

    全年热损失费用:Y1=bQ (元/米);  

    设备折旧费用:

    Y=Y1+ Y2

    即:

    式中 Q——单位长度管道全年热损失, W/(m.a)   

    m——管道年运行时间, m=8000 h/a 

    b——1W热损失的价格, 元/kWh;  

    P——保温材料的年折旧费,一般为12%~15% 

    S——单位长度管道保温的一次投资, 元/m 

    a——保温材料单价,元/m3

    对(3)式做微分处理,求解经济保温厚度。即:,则可得:

    采用计算机进行试凑,计算出d2,则最佳经济厚度为:

     

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