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管道温降计算

管道温降计算
管道温降计算

1管道总传热系数

管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时,单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量,它表示油流至周围介质散热的强弱。当考虑结蜡层的热阻对管道散热的影响时,根据热量平衡方程可得如下计算表达式:

1

112ln 111

ln 22i i n e n w

i L L D D D KD D D D ααλλ-+???? ?????=+++????????

∑ (1-1)

式中:K ——总传热系数,W/(m 2·℃);

e D ——计算直径,m ;

(对于保温管路取保温层内外径的平均值,对于无保温埋地管路可取沥青层外径);

n D ——管道内直径,m ; w D ——管道最外层直径,m ;

1α——油流与管内壁放热系数,W/(m 2·℃); 2α——管外壁与周围介质的放热系数,W/(m 2·℃); i λ——第i 层相应的导热系数,W/(m·℃);

i D ,1i D +——管道第i 层的内外直径,m ,其中1,2,3...i n =;

L D ——结蜡后的管内径,m ;

L λ——所结蜡导热系数。

为计算总传热系数K ,需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数2α。 (1)内部放热系数1α的确定

放热强度决定于原油的物理性质及流动状态,可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 和流体物理性质准数r P 间的数学关系式来表示。

在层流状态(Re<2000),当500Pr

1 3.65y d

Nu αλ

=

= (1-2) 在层流状态(Re<2000),当500Pr >?Gr 时:

0.25

0.330.430.11Pr 0.15Re Pr Pr y y y y y b d Nu Gr αλ??==??

???

(1-3)

在激烈的紊流状态(Re>104),Pr<2500时:

0.25

0.80.441Pr 0.021Re Pr Pr y y y

b d λα??=?? ???

(1-4)

在过渡区(2000

25.043.00

1)Pr Pr (

Pr b

f f f

d

K ?λα= (1-5)

式中:u N ——放热准数,无因次;

λ

ρ

υC =

Pr ——流体物理性质准数,无因次; ()

υ

βw f t t g d Gr -=3——自然对流准数,无因次;

υ

πρ

d q vd

v

4Re =

=

——雷诺数; )(Re 0f f K =——系数;

d ——管道内径,m ;

g ——重力加速度,g =9.81m/s 2;

υ——定性温度下的流体运动粘度,m 2/s ;

C ——定性温度下的流体比热容,J/(kg·K);

v q ——流体体积流量,m 3/s ;

ρ——定性温度下的流体密度,kg/m 3;

β——定性温度下的流体体积膨胀系数,可查得,亦可按下式计算:

t

d d -+-=

20

42045965634023101

β (1-6)

f λ——定性温度下的流体导热系数,原油的导热系数f λ约在0.1~0.16

W/(m·K)间,随温度变化的关系可用下式表示:

153/)1054.01(137.0f t f t ρλ-?-= (1-7)

15f ρ——l5℃

时的原油密度,kg/m 3; f t ——油(液)的平均温度,℃; b t ——管内壁平均温度,℃

; 20

4

d ——20℃时原油的相对密度。 注:上面各式中,参数角标f 表示以管内油(液)的平均温度f t 为定性温度;角标b 表示以管壁温度为定性温度。

(2)各处管壁导热的热阻

这部分热阻包括钢管、防腐层和保温层的热阻。钢管的导热系数g λ约为45 W/(m·℃),其热阻可忽略不计;煤焦油瓷漆防腐层导热系数f λ约为1.1 W/(m·℃) ,黄夹克保温材料的导热系数b λ约为0.04 W/(m·℃)。

对于壁厚g δ、外包f δ厚煤焦油瓷漆防腐层的非保温热油管道,钢管及防腐层对总传热系数的影响很小。如忽略内外径的差值,则总传热系数可近似按下式计算:

12

1

1

1

i i K δαλα=

++∑ (1-8)

其中:f

f

g g i i λδλδλδ+

≈∑

对于保温管道,保温层的热阻起决定影响。故对于壁厚g δ、外包b δ厚保温材料的保温热油管道:

1ln (22)/(2)ln(/)22n b g n g i i i

b D D D D δδδλ

λ+??+++??≈∑ (1-9) (3) 外部放热系数2α的确定

对于埋地敷设管道,当管道的埋设深度(管中心至地表面)小于2m 时,采用下面的公式计算:

()

i e i

s B D B 0212αλα+=

(1-10)

s

ta i C

B λα=

(1-11) 20)2(e D h C -= (1-12)

]1)2(2ln[

2000-+=e

e D h

D h α (1-13) 式中:s λ——土壤的导热系数,W/(m·℃);

e D ——与土壤接触的管道外直径,m ;

ta α——土壤至地表空气间的放热系数,W/(m 2·

℃); 0h ——管道埋深(管中心至地表面),m 。

该放热系数包括对流放热系数tac α和辐射放热系数taR α两部分。tac α和taR α分别用下式确定:

a tac v 0.76.11+=α (1-14)

])100

273()100273[(

4

4+-+-=

a s a

s R

taR t t t t C εα (1-15) 式中:a v ——地表面的平均风速,m/s ;

ε——土壤表面折算黑度;

R C ——辐射系数,可取5.7 W/(m 2·

h 4); s t ——土壤表面温度,取当地一年中月平均的最低地面温度,℃; a t ——空气温度,取当地一年中月平均的最低空气温度,℃。 当管道理设深度大于2m 时,可采用下面的公式计算2α:

]

1)2(2l n [22

002-+=

e

e e s

D h D h D λα (1-16) 式中符号的意义同前。

从上述的公式中可以看出,确定出土壤导热系数是计算埋地管道2α的关键。土壤的导热系数与组成土壤固体物质的导热系数、土壤中固体物质颗粒大小的分布、土壤含水率、土壤状态等许多因素有关。用理论计算很难得到准确值,因此推荐采用理论计算与参考类似管道实测值相结合的方法。 (4)结蜡层厚度计算

在计入原油蜡结晶析出的潜热后,长为d x 的微元管道上,热油管道的热量平衡关系式(1-1)可简化为:

1

01ln n e L D KD b b D -????=+ ??????

? (1-19)

其中: 1

012ln(

)1

1

2i i i w

D d b d

D αλα+=

++∑ (1-20) 11

2L

b λ=

(1-21) 如取温降为1℃时,从单位质量的原油中析出并沉积到管表面的凝油质量为

bi

T

ε??,则在d τ时间内在轴向温降为dT 的dx 段上沉积的量为: bi

L dG G dTd T

ε

τ???

= ????

(1-22) 因而使内径缩小了()L d D ,则:

()2L

L L D dG D d T dx πρ????=

???????

(1-23) 将式(1-23)代入式(1-22)得:

()()2

bi L L D G dT

d d D T T dx επτρ?=? (1-24)

()()

()0n y K T D T T dT

dx

G C T k T πε-=-?????

+

???????

?

(1-25)

将式(1-25)代入式(1-24)得:

()()()0012ln bi n L L L y

T T D D b b d D d D T T C T k T ετερ?-????+=-

???????????+ ????

(1-26) 积分后可得:

()()2

2

0110101

00ln ln 2

2222L n L n L L bi

y D D D D b b b b b b D D T T T T C T k T ττετερ????+--+-??????????

??

?-??=

??

????+??

?????? (1-27) 对于距泵站出口x 米处的管路而言,其清管后的运行时间τ可由下式计算:

0L L x

V

ττ-=+

其中,22

2

43ln 2n n L L n

L L D D D D D D D ττττ

--≈,则()12L n L D D ττδ=-。 联解式(1-24)与式(1-27),可求出线路上热泵站出口x m 处,经清管后运行τ小时的结蜡层内径L D τ,从而求解出结蜡厚度。

式中:y ε,bi ε——分别为油温的函数,其规律可通过试验求得; L D ——结蜡后的管道内径,m ; L λ——结蜡层的导热系数,W/( m·℃);

0L τ——从下一站收到清管器开始计算的时间,s ;

L D τ——运行τ小时后的结蜡层内径,m ; L τδ——运行τ小时后的结蜡厚度,m ;

L ——为站间距离,m ;

V ——管内流速,m/s ; k ——蜡的结晶潜热,kJ/kg 。

2利用苏霍夫公式计算管路温降:

对于距离不长、管径小、流速较低、温降较大的管道,摩擦热对沿程温降影响不大情况下,或概略计算温降时,可以忽略摩擦热的作用,得到苏霍夫公式:

aL R L e T T T T --+=)(00 (2-1)

其中 Gc

D K a w

π=

(2-2) 式中 K ——总传热系数,W/(m 2 C); R T ——管道起点温度, C ; 0T ——管道周围土壤温度, C ; L T ——距起点L 处温度, C ;

w D ——管道外直径,m ;

G ——油水混合物质量流量,kg/s ; C ——油品比热,J/(kg C)。

油水C W W C C )1(-+=(W 为含水率) (2-3)

距地面一定深度1δ(8米)处视为恒温层, 2f t (4 C ),由热流密度:

s

f s f f t t t t q λδαλδα2

112111+'-=

+'-= (2-4) 求得距地面任意深度土壤温度0t ,其中α'可以根据(1-14)、(1-15)求得。 式中 1f t ——地表温度, C ;

t——恒温层处土壤温度, C;

f

2

t——距地面任意深度土壤温度, C;

α'——地表大气对流换热系数,W/(m C);

δ——恒温层深度,m;

1

δ——距地面任意点深度,m;

2

λ——土壤导热系数。

s

蒸汽管道温度损失计算及分析

蒸汽管道温度损失计算 及分析 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

bw k p g f C G t t k l t ?-=?)(热水供热管道的温降 1.计算基本公式 温损计算公式为: 式中: g k —管道单位长度传热系数C m w ο?/ p t —管内热媒的平均温度 C ? k t —环境温度C ? G —热媒质量流量s Kg / C —热水质量比热容 C Kg J ??/ l ——管道长度 m 由于计算结果为每米温降,所以L 取1m .管道传热系数为 式中: n a ,w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο?2/ n d ,w d —分别为管道(含保温层)内外径m i λ—管道各层材料的导热系数 C m w ο?/(金属的导热系数很高,自身热阻很小,可以忽略不计)。 i d —管道各层材料到管道中心的距离m 内表面换热系数的计算 根据的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算: Pr 为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得: 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有: 式中: t λ—管道埋设处的导热系数。

t h —管道中心到地面的距离。 3.假设条件: A. 管道材料为碳钢(%5.1≈w ) B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于 C m w ο?/ C.土壤的导热系数t λ= C m w ο?/ D. 由于本文涉及到的最大管径为,所以取t h = E.保温材料为:聚氨酯,取λ= C m w ο?/ F. 保温层外包皮材料是:PVC ,取λ= C m w ο?/ G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小,可以忽略不计。 4.电厂实测数据为: 管径为300mm 时,保温层厚度为:50mm ,保温外包皮厚度为:7mm ; 管径为400mm 时,保温层厚度为:51mm ,保温外包皮厚度为:; 管径为500mm 时,保温层厚度为:52mm ,保温外包皮厚度为:9mm ; 管径为600mm 时,保温层厚度为:54mm ,保温外包皮厚度为:12mm ; 蒸汽管道损失理论计算及分析 1、蒸汽管道热损失公式推导 稳态条件下,通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量q 1是相同的。 根据稳态导热的原理,可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为: 2、总传热系数及其影响因素分析 总传热系数k 式中:h 1—蒸汽对工作钢管内壁的换热系数 λ1—蒸汽管道各层材料的导热系数 1 1 1 1 1 1 ln 2 1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? n i i n i i d d d d h k ?? ?? ?

蒸汽管路计算公式

9.1蒸汽网路系统 一、蒸汽网路水力计算的基本公式 计算蒸汽管道的沿程压力损失时,流量、管径与比摩阻三者的关系式如下 R = 6.88×10-3×K0.25×(G t2/ρd5.25),Pa/m (9-1) d = 0.387×[K0.0476G t0.381/ (ρR)0.19],m (9-2) Gt = 12.06×[(ρR)0.5×d2.625 / K0.125],t/h (9-3) 式中 R ——每米管长的沿程压力损失(比摩阻),Pa/m ; G t ——管段的蒸汽质量流量,t/h; d ——管道的内径,m; K ——蒸汽管道的当量绝对粗糙度,m,取K=0.2mm=2×10-4 m; ρ ——管段中蒸汽的密度,Kg/m3。 为了简化蒸汽管道水力计算过程,通常也是利用计算图或表格进行计算。附录9-1给出了蒸汽管道水力计算表。 二、蒸汽网路水力计算特点 1、热媒参数沿途变化较大 蒸汽供热过程中沿途蒸汽压力P下降,蒸汽温度T下降,导致蒸汽密度变化较大。 2、ρ值改变时,对V、R值进行的修正 在蒸汽网路水力计算中,由于网路长,蒸汽在管道流动过程中的密度变化大,因此必须对密度ρ的变化予以修正计算。 如计算管段的蒸汽密度ρsh与计算采用的水力计算表中的密度ρbi 不相同,则应按下式对附表中查出的流速和比摩阻进行修正。 v sh = ( ρbi / ρsh) · v bi m/s (9-4) R sh = ( ρbi / ρsh) · R bi Pa/m (9-5) 式中符号代表的意义同热水网路的水力计算。 3、K值改变时,对R、L d值进行的修正 (1)对比摩阻的修正、

蒸汽管道计算实例

、尸■、亠 前言 本设计目的是为一区VOD-40t 钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数:蒸汽管道始端温度250C,压力1.0MP;蒸汽管道 终端温度240C,压力0.7MP (设定); VOD用户端温度180C,压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计,在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容: 1、蒸汽管道布置时力求短、直,主干线通过用户密集区,并靠 近负荷大的主要用户; 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达

不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。 二、蒸汽管道的水力计算 已知:蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP,温度为250C查《动力管道设计手册》第一册热力管道(以下简称《管道设计》)1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为 4.21kg/m3。 假设:蒸汽管道的终端压力为0.7Mp,温度为240C查《管道设计》表1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为2.98kg/m3。 (一)管道压力损失:

2、压力损失 式中△ p —介质沿管道内流动的总阻力之和,Pa; Wp —介质的平均计算流速,m/s ;查《管道设计》表5-2 取 Wp=40m/s ; g —重力加速度,一般取 9.8m/s "; u p —介质的平均比容,m 3/kg ; 入—摩擦系数,查《动力管道手册》(以下简称《管道》) 表4— 9得 管道的摩擦阻力系数 入=0.0196 ; d —管道直径,已知d=200mm ; L —管道直径段总长度,已知 L=505m ; 艺E —局部阻力系数的总和,由表(一)得 艺E =36 H 1、战一管道起点和终点的标高,m ; 1/Vp= p p —平均密度,kg/m 3 ; 1.15—安全系数。 在蒸汽管道中,静压头(H2-H1)10/Vp 很小,可以忽略不计所以 2 103 d 厶+工? + (禺+駕)-1。5 2— 1

蒸汽管道设计计算

项目名称:XX 蒸汽管网设计输入数据: 1.管道输送介质:蒸汽 工作温度:240 C 工作压力: 0.6MPa 流量:1.5t/h 管线长度:1500 米设计计算: 设计温度260 C 设计压力:0.6MPa 比容:0.40m 3/kg ⑴管径: Dn=18.8 X(Q/w) 0-5 D n —管子外径,mm ; D0 —管子外径,mm ; Q —计算流量,m3/h w —介质流速,m/s ①过热蒸汽流速 DN》200 流速为40?60m/s DN v 100 流速为20 ?40m/s ②w=20 m/s Dn=102.97mm w=40 m/s Dn=72.81mm ⑵壁厚: DN100~DN200 流速为30 ?50m/s

ts = PD o/{2 (〔c〕Ej+PY)} tsd=ts+C C=C1+C2 ts —直管计算厚度,mm ; D0 —管子外径,mm ; P —设计压力,MPa ; 〔c〕t —在操作温度下材料的许用压力,MPa ; Ej—焊接接头系数; tsd —直管设计厚度,mm ; C—厚度附加量之和;:mm ; C1—厚度减薄附加量;mm ; C2—腐蚀或磨蚀附加量;mm ; 丫一系数。 本设计依据《工业金属管道设计规范》和《动力管道设计手册》在260 C 时20#钢无缝钢 管的许用应力〔c〕t为101Mpa , Ej取1.0 , Y取0.4 , C i 取0.8 , C2 取0. 故ts = 1.2 X133/【2 X101 x i+1.1 X0.4】=0.78 mm C= C 1+ C 2 =0.8+0=0.8 mm Tsd=0.78+0.8=1.58 mm 壁厚取4mm 所以管道为? 133 X4。

蒸汽管道计算实例

、八、、》 刖言 本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数:蒸汽管道始端温度250C,压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240C,压力0.7MP (设定); VOD用户端温度180C,压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计,在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容: 1、蒸汽管道布置时力求短、直,主干线通过用户密集区,并靠 近负荷大的主要用户; 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。

5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、 滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求 已知:蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP,温度为250C查《动力管道设计手册》第一册热力管道(以下简称《管道设计》)1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为 4.21kg/m3。 假设:蒸汽管道的终端压力为0.7Mp,温度为240C查《管道设计》表1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为2.98kg/m3。 (一)管道压力损失: 1、管道的局部阻力当量长度表(一) 名称 阻力系数 (0数量 管子公称直径 (毫米) 总阻力 数 止回阀旋启式312003 煨弯R=3D0.3102003 方型伸缩煨弯5620030 器R=3D 2 、蒸汽管道的水力计算

天然气物性参数及管线压降与温降的计算

整个计算过程的公式包括三部分: 一.天然气物性参数及管线压降与温降的计算 二.天然气水合物的形成预测模型 三.注醇量计算方法 一.天然气物性参数及管线压降与温降的计算 天然气分子量 标准状态下,1kmol 天然气的质量定义为天然气的平均分子量,简称分子量。 ∑=i i M y M (1) 式中 M —气体的平均分子量,kg/kmol ; y i —气体第i 组分的摩尔分数; M i —气体第i 组分的分子量,kg/kmol 。 天然气密度 混合气体密度指单位体积混合气体的质量。按下面公式计算: 0℃标准状态 ∑= i i M y 14.4221ρ (2) 20℃标准状态 ∑ = i i M y 055 241.ρ (3) 任意温度与压力下 ∑∑= i i i i V y M y ρ (4) 式中 ρ—混合气体的密度,kg/m 3 ; ρi —任意温度、压力下i 组分的密度,kg/m 3; y i —i 组分的摩尔分数; M i —i 组分的分子量,kg/kmol ; V i —i 组分摩尔容积,m 3 /kmol 。 天然气密度计算公式 g pM W ZRT ρ= (5) 天然气相对密度 天然气相对密度Δ的定义为:在相同温度,压力下,天然气的密度与空气密度之比。 a ρρ?= (6) 式中 Δ—气体相对密度; ρ—气体密度,kg/m 3; ρa —空气密度,kg/m 3,在P 0=101.325kPa ,T 0=273.15K 时,ρa =1.293kg/m 3; 在P 0=101.325kPa ,T 0=273.15K 时,ρa =1.293kg/m 3。

因为空气的分子量为28.96,固有 28.96 M ?= (7) 假设,混合气和空气的性质都可用理想气体状态方程描述,则可用下列关系式表示天然气的相对密度 28.96g g g a a pM W M W M W RT pM W M W RT ?= == (8) 式中 MW a —空气视相对分子质量; MW g —天然气视相对分子质量。 天然气的虚拟临界参数 任何气体在温度低于某一数值时都可以等温压缩成液体,但当高于该温度时,无论压力增加到多大,都不能使气体液化。可以使气体压缩成液态的这个极限温度称为该气体的临界温度。当温度等于临界温度时,使气体压缩成液体所需压力称为临界压力,此时状态称为临界状态。混合气体的虚拟临界温度、虚拟临界压力和虚拟临界密度可按混合气体中各组分的摩尔分数以及临界温度、临界压力和临界密度求得,按下式计算。 ∑=i ci i c T y T (9) ∑ =i ci i c P y P (10) ∑= i ci i c y ρρ (11) 式中 T c —混合气体虚拟临界温度,K ; P c —混合气体虚拟临界压力(绝),Pa ; ρc —混合气体虚拟临界密度,kg/m 3; T ci —i 组分的临界温度,K ; P ci —i 组分的临界压力(绝),Pa ; ρci —i 组分的临界密度,kg/m 3; y i —i 组分的摩尔分数。 天然气的对比参数 天然气的压力、温度、密度与其临界压力、临界温度和临界密度之比称为天然气对比压力、对比温度和对比密度。 c r P P P = (12) c r T T T = (13)

蒸汽管道计算实例之欧阳歌谷创编

前言 欧阳歌谷(2021.02.01) 本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数:蒸汽管道始端温度250℃,压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240℃,压力0.7MP(设定); VOD用户端温度180℃,压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计,在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容: 1、蒸汽管道布置时力求短、直,主干线通过用户密集区,并靠近负荷大的主要用户; 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。

3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。 二、蒸汽管道的水力计算 已知:蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP,温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道(以下简称《管道设计》)1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。 假设:蒸汽管道的终端压力为0.7Mp,温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。(一)管道压力损失: 1、管道的局部阻力当量长度表(一)

煨弯R=3D0.3102003 煨弯 5620030方型伸缩器 R=3D 2、压力损失 2—1式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和,Pa; Wp—介质的平均计算流速,m/s;查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ; g—重力加速度,一般取9.8m/s2; υp—介质的平均比容,m3/kg; λ—摩擦系数,查《动力管道手册》(以下简称《管道》)表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ; d—管道直径,已知d=200mm ; L—管道直径段总长度,已知L=505m ; Σξ—局部阻力系数的总和,由表(一)得Σξ=36; H1、H2—管道起点和终点的标高,m; 1/Vp=ρp—平均密度,kg/m3; 1.15—安全系数。 在蒸汽管道中,静压头(H2-H1)10/Vp很小,可以忽略不计所以式2—1变为

管道总传热系数计算18

1管道总传热系数 管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。在热油管道稳态运行方案的工艺计算中,温降和压降的计算至关重要,而管道总传热系数是影响温降计算的关键因素,同时它也通过温降影响压降的计算结果。1.1 利用管道周围埋设介质热物性计算K 值管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时,单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量,它表示油流至周围介质散热的强弱。当考虑结蜡 层的热阻对管道散热的影响时,根据热量平衡方程可得如下计算表达式: (1-1)1112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D ααλλ-+???? ?????=+++????????∑式中:——总传热系数,W /(m 2·℃);K ——计算直径,m ;(对于保温管路取保温层内外径的平均值,对于e D 无保温埋地管路可取沥青层外径);——管道内直径,m ;n D ——管道最外层直径,m ;w D ——油流与管内壁放热系数,W/(m 2·℃);1α ——管外壁与周围介质的放热系数,W/(m 2·℃);2α ——第层相应的导热系数,W/(m·℃);i λi ,——管道第层的内外直径,m ,其中;i D 1i D +i 1,2,3...i n =——结蜡后的管内径,m 。L D 为计算总传热系数,需分别计算内部放热系数、自管壁至管道最外径K 1α的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数。 2α(1)内部放热系数的确定1α放热强度决定于原油的物理性质及流动状态,可用与放热准数、自然1αu N 对流准数和流体物理性质准数间的数学关系式来表示[47]。r G r P 在层流状态(Re<2000),当时:500Pr

蒸汽管道损失理论计算及分析

1.计算基本公式 温损计算公式为: 式中:—管道单位长度传热系数 —管内热媒的平均温度 —环境温度 —热媒质量流量 —热水质量比热容 ——管道长度由于计算结果为每米温降,所以L取1m .管道传热系数为 式中: ,—分别为管道内外表面的换了系数 ,—分别为管道(含保温层)内外径 —管道各层材料的导热系数(金属的导热系数很高,自身热阻很 i 小,可以忽略不计)。 —管道各层材料到管道中心的距离m 内表面换热系数的计算 根据的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算:

Pr为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得: 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有: 式中: —管道埋设处的导热系数。 —管道中心到地面的距离。 3.假设条件: A. 管道材料为碳钢() B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数都趋近于 C.土壤的导热系数= D. 由于本文涉及到的最大管径为,所以取= E.保温材料为:聚氨酯,取= F. 保温层外包皮材料是:PVC,取= G.在75到90摄氏度之间水的比热容随温度的变化很小,可以忽略不计。 4.电厂实测数据为:

管径为300mm时,保温层厚度为:50mm,保温外包皮厚度为:7mm; 管径为400mm时,保温层厚度为:51mm,保温外包皮厚度为:; 管径为500mm时,保温层厚度为:52mm,保温外包皮厚度为:9mm; 管径为600mm时,保温层厚度为:54mm,保温外包皮厚度为:12mm; 蒸汽管道损失理论计算及分析 1、蒸汽管道热损失公式推导 稳态条件下,通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量是相同的。 根据稳态导热的原理,可得出蒸汽保温管道的导热热流量式为: 2、总传热系数及其影响因素分析

蒸汽管道计算实例

前言 本设计目的就是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数就是由动力一车间与西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数:蒸汽管道始端温度250℃,压力1、0MP;蒸汽管道终端温度240℃,压力0、7MP(设定); VOD用户端温度180℃,压力0、5MP; 耗量主泵11、5t/h 辅泵9、0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计,在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容: 1、蒸汽管道布置时力求短、直,主干线通过用户密集区,并靠近负荷大的主要用户; 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。

5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。 二、蒸汽管道的水力计算 已知:蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1、0MP,温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道(以下简称《管道设计》)1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4、21kg/m3。 假设:蒸汽管道的终端压力为0、7Mp,温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2、98kg/m3。 (一)管道压力损失: 1、管道的局部阻力当量长度表(一)

2、压力损失 2—1 式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之与,Pa; Wp—介质的平均计算流速,m/s; 查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ; g—重力加速度,一般取9、8m/s2; υp—介质的平均比容,m3/kg; λ—摩擦系数,查《动力管道手册》(以下简称《管道》)表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0、0196 ; d—管道直径,已知d=200mm ; L—管道直径段总长度,已知L=505m ; Σξ—局部阻力系数的总与,由表(一)得Σξ=36; H1、H2—管道起点与终点的标高,m;

一次管网温降及失水分析

一次管网温降及失水分析 1一次管网温降分析 1.1一次管网温降统计表 宣化集中供热一次管网温降统计表 见附1:一次管网系统实际运行温降分析报告 通过实验分析,宣化一次管网每公里温降为℃,热损失达22%,影响热耗,远高于十二五规划目标值℃,同时也高于设计计算值℃及规范估算值℃。良好的保温效果,热损失可控制在5%。 1.2设计值 根据华北设计院提供,宣化供热一次管网设计计算温降为:℃/km。 1.3供热管网改造规划目标 城市集中供热管网改造“十一五”规划编制提纲改造规划目标及相关地区城市集中供热管网改造“十二五”规划编制提纲改造规划目标,按照直埋管道能够达到的要求,热水管道散热损失应控制在每公里温降小于℃

(参考值)。 1.4规范 C JJ34-2002《城市热力网设计规范》中第11.1.2条:供热介质设计温度高于50℃的热力管道、设备、阀门应保温; 第11.1.4条:管道保温材料在平均工作温度下的导热系数值不得大于; 第11.2.2条:按规定的散热损失,……应选取满足技术条件的最经济的保温层厚度组合。 根据GB4272-92《设备及管道保温技术通则》第5.1.1条规定:对于季节运行工况允许最大散热损失≤116w/m2(保温层外表温度按50℃计)。 根据城镇建设行业标准CJT-140-2001《供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定方法》第5.4.1.2条,对于热水介质供热管道计算全程散热损失公式: Q=(c1t1- c2t2)----------------------公式1 式中:Q---管段的全程散热损失; G---热水质量流量; c1,c2---管段进出口热水比热容; t1,t2---管段进出口热水温度。 1.5计算 由于供热管网热水一次温度一般低于150℃,热水介质的温度对热水的比热容的影响可忽略不计。根据公式:Q=(c1t1- c2t2)可推导出每公里温差计算公式: △T≤Q/水)---------------------公式2 式中:Q---每公里管段的全程散热损失(w/s),Q= A×q(A:每公里管道

供热管网压降温降计算

1.1.1 压降、温降计算公式 根据《动力管道手册》压降计算公式: )(10)(10215.11232 H H Ld L d w p -++?=?ρλ ρ 式中:1.15——安全系数; p ?——介质沿管道内流动总阻力,Pa ; L ——为管道直线长度m ; Ld ——为管道局部阻力当量长度m ; W ——蒸汽管道平均流速m/s ; d ——管道内径mm ; ρ——蒸汽介质平均密度kg/m 3; λ——管道摩擦阻力系数,根据管道绝对粗糙度K 值选择,对过热蒸汽管道,按管道绝对粗糙度K=0.1mm 取用; H2-H1——管道终端与始端的高差,m 。 根据《设备及管道绝热设计导则》GB/T8175-2008 单层保温的管道单位热损失计算公式: Do Di Do In Ta T R R Ta T q ?+-=+-=αλαπ2 1)(21 W/m.h 式中:T ——设备和管道的外表面温度(℃),T 应取管道蒸汽介质的平均温度即22 1t t T +=; t1——管道始端蒸汽温度℃; t2——管道终端蒸汽温度℃;

Ta ——环境温度,根据工程情况定℃; R1——保温层热阻 对管道(m.K )/W ;对平面:(m 2.K)/W ; R2——保温层表面热阻 对管道(m.K )/W ; λ——保温材料制品在平均温度下导热系数W/(m.K ); Do ——保温层外径 m ; Di ——保温层内径 m ; α——保温层外表面与大气的换热系数 W/(m 2.K ),w 36α+= GB/T8175-2008规范推荐 .K W/m .α26311= 此时风速w 为3.5m/s 。 管径计算是按照正常负荷计算管径,同时以最大负荷及最小负荷校核计算后综合选取的。

蒸汽管道计算实例

前言 本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和向阳喷射技术提供的。 主要参数:蒸汽管道始端温度250℃,压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240℃,压力0.7MP(设定); VOD用户端温度180℃,压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计,在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的容: 1、蒸汽管道布置时力求短、直,主干线通过用户密集区,并靠近负荷大的主要用户; 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。

5、蒸汽管道通过厂房部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规要求。 二、蒸汽管道的水力计算 已知:蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP,温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道(以下简称《管道设计》)1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。 假设:蒸汽管道的终端压力为0.7Mp,温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。 (一)管道压力损失: 1、管道的局部阻力当量长度表(一)

2、压力损失 2—1 式中Δp—介质沿管道流动的总阻力之和,Pa; Wp—介质的平均计算流速,m/s;查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ; g—重力加速度,一般取9.8m/s2; υp—介质的平均比容,m3/kg; λ—摩擦系数,查《动力管道手册》(以下简称《管道》)表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ; d—管道直径,已知d=200mm ; L—管道直径段总长度,已知L=505m ; Σξ—局部阻力系数的总和,由表(一)得Σξ=36; H1、H2—管道起点和终点的标高,m;

蒸汽管道损失理论计算及分析

bw k p g f C G t t k l t ?-=?)(热水供热管道的温降 1.计算基本公式 温损计算公式为: 式中: g k —管道单位长度传热系数C m w ο ?/ p t —管内热媒的平均温度C ? k t —环境温度 C ? G —热媒质量流量 s Kg / C —热水质量比热容 C Kg J ? ?/ l ——管道长度 m 由于计算结果为每米温降,所以L 取1m .管道传热系数为 ∑=++ += n i w w i i i n n g d a d d d a k 111 ln 2111 ππ λπ 式中: n a ,w a —分别为管道内外表面的换了系数C m w ο ?2/ n d , w d —分别为管道(含保温层)内外径 m i λ—管道各层材料的导热系数C m w ο ?/(金属的导热系数很高,自身 热阻很小,可以忽略不计)。 i d —管道各层材料到管道中心的距离m

内表面换热系数的计算 根据的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算: 42 .075 .0Pr )180(Re 037.0-≈= λ n n n d a N Pr 为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得: 90摄氏度时Pr=;在75摄氏度时Pr=; 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有: ]1)2(2ln[22-+ = w t w t w t w d h d h d a λ 式中: t λ—管道埋设处的导热系数。 t h —管道中心到地面的距离。 3.假设条件: A. 管道材料为碳钢(%5.1≈w ) B. 查表得:碳钢在75和90摄氏度时的导热系数λ都趋近于 C m w ο?/ C.土壤的导热系数t λ= C m w ο?/ D. 由于本文涉及到的最大管径为,所以取 t h = E.保温材料为:聚氨酯,取λ= C m w ο?/

蒸汽计算

蒸汽作为热媒主要用于工厂的生产工艺用热上。热用户主要是工厂的各生产设备,比较集中且数量不多,因此单根蒸气管和凝结水管的热网系统形式是最普遍采用的方式。 关键词:定压比热局部阻力系数散热损失线膨胀系数 前言 本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数:蒸汽管道始端温度250℃,压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240℃,压力0.7MP(设定); VOD用户端温度180℃,压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计,在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容: 1、蒸汽管道布置时力求短、直,主干线通过用户密集区,并靠近负荷大的主要用户; 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。

二、蒸汽管道的水力计算 已知:蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m 。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP ,温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册 热力管道(以下简称《管道设计》)1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m 3。 假设:蒸汽管道的终端压力为0.7Mp ,温度为240℃查《管道设计》表1—3得 蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m 3。 (一)管道压力损失: 1、管道的局部阻力当量长度 表(一) 2、压力损失 2—1 式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和,Pa ; Wp —介质的平均计算流速,m/s ; 查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ; g —重力加速度,一般取9.8m/s 2; υp—介质的平均比容,m 3/kg ;

2021年蒸汽管道计算实例

前言 欧阳光明(2021.03.07) 本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数:蒸汽管道始端温度250℃,压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240℃,压力0.7MP(设定); VOD用户端温度180℃,压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计,在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容: 1、蒸汽管道布置时力求短、直,主干线通过用户密集区,并靠近负荷大的主要用户; 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。

4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。 二、蒸汽管道的水力计算 已知:蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP,温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道(以下简称《管道设计》)1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。 假设:蒸汽管道的终端压力为0.7Mp,温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。 (一)管道压力损失: 1、管道的局部阻力当量长度表(一) 2、压力损失

2—1式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和,Pa; Wp—介质的平均计算流速,m/s;查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ; g—重力加速度,一般取9.8m/s2; υp—介质的平均比容,m3/kg; λ—摩擦系数,查《动力管道手册》(以下简称《管道》)表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ; d—管道直径,已知d=200mm ; L—管道直径段总长度,已知L=505m ; Σξ—局部阻力系数的总和,由表(一)得Σξ=36; H1、H2—管道起点和终点的标高,m; 1/Vp=ρp—平均密度,kg/m3; 1.15—安全系数。 在蒸汽管道中,静压头(H2-H1)10/Vp很小,可以忽略不计所以式2—1变为 2—2 在上式中:5·Wp2/gυp=5·Wp2ρp /g表示速度头(动压头) λ103L/d为每根管子摩擦阻力系数。

蒸汽管道温度损失计算及分析

g w / n 热水供热管道的温降 1. 计算基本公式 1.1 温损计算公式为: t l k g (t p G t k ) C f bw 式中: k —管道单位长度传热系数 t p —管内热媒的平均温度 t —环境温度 G —热媒质量流量 Kg / s C —热水质量比热容 J / Kg C l ——管道长度 m 由于计算结果为每米温降,所以 L 取 1m 1.2. 管道传热系数为 k g n 1 1 1 ln d i 1 1 a n d n i 1 2 i d i a w d w 式中: a , a w —分别为管道内外表面的换了系数 w/ m 2 C d n , d w —分别为管道(含保温层)内外径 m C m C k C

i —管道各层材料的导热系数 身热阻很小,可以忽略不计)。 w / m C (金属的导热系数很高,自 d —管道各层材料到管道中心的距离 m 2.1 内表面换热系数的计算 根据 H.Hansen 的研究结果,管内受迫流动的努谢尔特数可由下式计算: a n d n n 0.037(Re 0.75 180) Pr 0.42 Pr 为普朗特常数查表可得,本文主要针对供水网温度和回水网温度进行查找得: 90 摄氏度时 Pr=1.95; 在 75 摄氏度时 Pr=2.38; 2.2 外表面换热系数的计算 由于采用为直埋方式,管道对土壤的换热系数有: a w d w ln[ 2 2 h t d w t ( 2 h t ) 2 1 ] d w 式中: t —管道埋设处的导热系数。 h t —管道中心到地面的距离。 3. 假设条件: i N

管道温降计算

1管道总传热系数 管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时,单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量,它表示油流至周围介质散热的强弱。当考虑结蜡层的热阻对管道散热的影响时,根据热量平衡方程可得如下计算表达式: 1 112ln 111 ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D ααλλ-+???? ?????=+++???????? ∑ (1-1) 式中:K ——总传热系数,W/(m 2·℃); e D ——计算直径,m ; (对于保温管路取保温层内外径的平均值,对于无保温埋地管路可取沥青层外径); n D ——管道内直径,m ; w D ——管道最外层直径,m ; 1α——油流与管内壁放热系数,W/(m 2·℃); 2α——管外壁与周围介质的放热系数,W/(m 2·℃); i λ——第i 层相应的导热系数,W/(m·℃); i D ,1i D +——管道第i 层的内外直径,m ,其中1,2,3...i n =; L D ——结蜡后的管内径,m ; L λ——所结蜡导热系数。 为计算总传热系数K ,需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数2α。 (1)内部放热系数1α的确定 放热强度决定于原油的物理性质及流动状态,可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 和流体物理性质准数r P 间的数学关系式来表示。 在层流状态(Re<2000),当500Pr ?Gr 时:

管道总传热系数计算

1管道总传热系数 管道总传热系数就是热油管道设计与运行管理中得重要参数。在热油管道稳态运行方案得工艺计算中,温降与压降得计算至关重要,而管道总传热系数就是影响温降计算得关键因素,同时它也通过温降影响压降得计算结果。 1、1 利用管道周围埋设介质热物性计算K 值 管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时,单位时间内通过管道单位传热表面所传递得热量,它表示油流至周围介质散热得强弱。当考虑结蜡层得热阻对管道散热得影响时,根据热量平衡方程可得如下计算表达式: 1112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D a a l l -+轾骣犏琪桫犏=+++犏犏犏臌? (1-1) 式中:K ——总传热系数,W /(m 2·℃); e D ——计算直径,m ;(对于保温管路取保温层内外径得平均值,对于无保温埋地管路可取沥青层外径); n D ——管道内直径,m ; w D ——管道最外层直径,m ; 1α——油流与管内壁放热系数,W/(m 2·℃); 2α——管外壁与周围介质得放热系数,W/(m 2·℃); i λ——第i 层相应得导热系数,W/(m·℃); i D ,1i D +——管道第i 层得内外直径,m ,其中1,2,3...i n =; L D ——结蜡后得管内径,m 。 为计算总传热系数K ,需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径得 导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境得放热系数2α。(1)内部放热系数1α得确定 放热强度决定于原油得物理性质及流动状态,可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 与流体物理性质准数r P 间得数学关系式来表示[47]。在层流状态(Re<2000),当Pr 500Gr

蒸汽管道计算实例

前言 本设计目的是为一区VOD-40t 钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数:蒸汽管道始端温度250℃,压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240℃,压力0.7MP(设定); VOD 用户端温度180℃,压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计,在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容: 1、蒸汽管道布置时力求短、直,主干线通过用户密集区,并靠近负荷大的主要用户; 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补

偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。 二、蒸汽管道的水力计算 已知:蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP,温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道(以下简称《管道设计》)1—3 得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。 假设:蒸汽管道的终端压力为0.7Mp,温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。 (一)管道压力损失:

2 2—1 式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和,Pa; Wp —介质的平均计算流速,m/s;查《管道设计》表5-2 取Wp=40m/s ; g—重力加速度,一般取9.8m/s2;υp—介质的平均比容, m3/kg;λ—摩擦系数,查《动力管道手册》(以下简称《管道》)表4—9 得管道的摩擦阻力系数λ =0.0196; d—管道直径,已知d=200mm ; L —管道直径段总长度,已知L=505m ; Σξ—局部阻力系数的总和,由表(一)得Σξ =3;6 H1、H2—管道起点和终点的标高,m;1/Vp=ρp—平均密度, kg/m3;1.15—安全系数。 在蒸汽管道中,静压头(H2-H1)10/Vp 很小,可以忽略不计所以式2—1 变为

管道总传热系数算

管道总传热系数算

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1管道总传热系数 管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。在热油管道稳态运行方案的工艺计算中,温降和压降的计算至关重要,而管道总传热系数是影响温降计算的关键因素,同时它也通过温降影响压降的计算结果。 1.1 利用管道周围埋设介质热物性计算K 值 管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时,单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量,它表示油流至周围介质散热的强弱。当考虑结蜡层的热阻对管道散热的影响时,根据热量平衡方程可得如下计算表达式: 1 112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D ααλλ-+???? ?????=+++????????∑ (1-1) 式中:K ——总传热系数,W /(m 2·℃); e D ——计算直径,m ;(对于保温管路取保温层内外径的平均值, 对于无保温埋地管路可取沥青层外径); n D ——管道内直径,m ; w D ——管道最外层直径,m ; 1α——油流与管内壁放热系数,W/(m 2·℃); 2α——管外壁与周围介质的放热系数,W/(m 2·℃); i λ——第i 层相应的导热系数,W/(m·℃); i D ,1i D +——管道第i 层的内外直径,m ,其中1,2,3...i n =; L D ——结蜡后的管内径,m 。 为计算总传热系数K ,需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径的 导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数2α。 (1)内部放热系数1α的确定 放热强度决定于原油的物理性质及流动状态,可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 和流体物理性质准数r P 间的数学关系式来表示[47]。 在层流状态(Re<2000),当500Pr

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