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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 能源 » 制冷暖通 » 管道输送蒸汽的能量损失计算
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ofwhy

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
静叶思雨: 金币+5, ★★★很有帮助 2017-03-17 17:08:05
管道起始点蒸汽绝对压力3.92MPa,温度为450°C，蒸汽流量为20T/h,管道内径为720mm,管道长为200米，保温厚度100mm，导热系数0.043

        起始点 T1=273.15+450=723.15K
P1=3.921325MPa
ρ1=12.237 kg/m3 (查表)
h1=3332.3 kj/kg (查表)
ν=0.0000021426 m^2/s （查表）
d=0.72m
蒸汽流量qm=20*1000/3600=5.56 kg/s
管道通流面积A=pi*d^2/4=0.407 m2
蒸汽体积流量为qv=qm/ρ1=0.454 m3/s
管道流速V1=qv/A=1.12 m/s
由于流速很低，所以属于一维稳态等温流动
        一维稳态等温管内流动的流量计算式为
qm=A√(((〖p1〗^2-〖p2〗^2))/(λ1RT L/d))
其中阻力系数λ1=0.0165（计算的）
水蒸气气体常数R=461.5 J/(kg.K)
T=719.5K(计算得)，可以用723.5K代替，误差不大
管道长度L=200m
可以算出p2=3.921288MPa，压降可以忽略不计
        散热损失的计算公式
qs=(π(t-t_a))/(1/2λ ln D/d+1/αD)=αDπ(t_s-t_a)                            (1)
t—蒸汽温度，446.5°C
ta—环境温度，°C，取20
ts---保温层外表面温度，°C，根据上式计算，本处算得为25.15
D---保温层总外径,m, 0.92m
λ---0.043,w/(m.K)
α---保温层外表面对环境空气的表面换热系数，W/(m2.K)
忽略辐射换热系数，所以α=αc 对流放热系数, W/(m2.K)
α=αc=1.19*[(ts-ta)/D]*(ts-ta)^0.25*[(va+0.348)/0.348]^0.5  (2)
va为当地常年平均风速，本计算取3m/s
确定ts需要联合（1）、（2）试算确定。
算出ts后，那么qs= αDπ(t_s-t_a)=31.17*π*（25.15-20）*0.92=464.26W/m
整段管道的散热量为Qs=qs*L=92.85KW,占管道起始点的3332.3*5.56=18527.6KW的0.5%,散热损失很少。
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11楼2017-03-17 15:34:21
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静叶思雨

银虫 (小有名气)
引用回帖:
11楼: Originally posted by ofwhy at 2017-03-17 15:34:21
管道起始点蒸汽绝对压力3.92MPa,温度为450°C，蒸汽流量为20T/h,管道内径为720mm,管道长为200米，保温厚度100mm，导热系数0.043

        起始点 T1=273.15+450=723.15K
P1=3.921325MPa
ρ1=12.237 kg/m3 (查表)
h1=3 ...

谢谢解答
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12楼2017-03-17 17:04:25
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铁兔子

铁虫 (小有名气)
有个国家标准可以参考，设备及管道

发自小木虫IOS客户端
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13楼2017-03-21 21:15:32
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