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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 能源 » 热能工程 » 保温管道传热系数的计算
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hnan

铜虫 (初入文坛)

[求助] 保温管道传热系数的计算 已有1人参与

一根架空的保温管道在空气中，管道内液体温度为t0=10℃，考虑夏天环境温度很高时，设计按t∞=50℃，计算管道受热的传热量（有空气--外壁--保温层--管道壁厚--内壁）。
我看的《传热学》戴锅生编 第九章 “通过圆筒壁的传热”例题来计算。模型见附图。
管道吸收太阳辐射的热量，热量由环境传到管内液体，管道内液体不流动，没有强迫对流换热。
1、管外（保温层外壁）传热有对流传热和辐射传热，自然界客观存在有风，对流传热有自然对流换热和强迫对流换热。
辐射传热、对流传热、强迫对流传热均需要知道管外壁温tw，但tw是未知的。
用上述教材8-7“表面传热和表面传热系数”章节，室外估算公式8-61求得管道与空气之间辐射传热和对流传热的表面传热系数h0。教材提供的表面传热系数的计算公式只与空气流速有关。
2、保温层和管壁为热传导过程，已知导热系数λ1、λ2，可算出总热总Rt，计算传热量Φ=Δt/Rt。
不知按上述计算可否？？？
另外，如果可以上8-61式计算表面传热系数h0，那可以计算出单位长度的管长热损Φl，则管表温度tw=t∞-Φl×（1/（h0×d2×π））。
实际来看tw应该是与环境温度t∞较接近，表面传热判别自然对流换热和强迫对流换热谁起主导作用，从计算来看是强迫对流起主导作用，自然对流换热可忽略。这样可用上面计算出的tw详细计算强迫对流换热和辐射传热系数，最终也可计算出传热量。
但关键是tw来源与8-61估算公式的计算，好像也没有估算方法返过来符合tw。
请大家给点意见，这个问题困扰了我好长时间。

保温管道传热系数的计算
计算公式.png


保温管道传热系数的计算-1
模型.jpg
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1楼 2015-05-23 12:45:39
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小吴smallwu

木虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 小吴smallwu at 2015-05-25 17:47:07
我不知道你为什么要写这么一大段出来，其实你说的就是我之前回复你的一样的意思。你这个只是扩写。

再补充强调一些：首先，Sample Text，所以随着液体不断吸收外界的热量，液体的温度是不断升高的，最终（如果传 ...

粗体“sample text”分别代指“液体不流动”、“非稳态”
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平衡
5楼2015-05-25 17:48:19
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小吴smallwu

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
hnan: 金币+5, ★★★很有帮助, 谢谢楼主的回复！ 2015-05-24 23:05:33
管内液体不流动，初始温度为10摄氏度，这明显是个非稳态的传热过程，传热量时刻在变化。理论上，外界通过对流和辐射传给保温层的热量要等于保温层通过热传导传给液体的热量。你先假设一个保温层外壁温度，再计算迭代使得前面说的两个热流量相等。这样就可以了。

[ 发自小木虫客户端 ]
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平衡
2楼2015-05-23 16:23:43
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hnan

铜虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by 小吴smallwu at 2015-05-23 16:23:43
管内液体不流动，初始温度为10摄氏度，这明显是个非稳态的传热过程，传热量时刻在变化。理论上，外界通过对流和辐射传给保温层的热量要等于保温层通过热传导传给液体的热量。你先假设一个保温层外壁温度，再计算迭代 ...

我计算的传热实际是太阳温度高，通过保温层、管壁最终传递给管道内液体的热量。
管道外壁吸收的热量为太阳照射辐射热，损失的热量为管道外壁对流传热和辐射热，及管道保温层、管壁损失的热量，最终管道内液体吸收的热量Q为太阳照射辐射热-通过管道外壁、保温层、壁厚损失的热。
这样需计算出总热阻：包括外表的对流和辐射传热系数、保温导热系数（可查）、管壁导热系数（可查）。
应该先假设外表温度，算出总的单位长度的热流量，再计算迭代使得与通过保温层、管壁传给液体的热流量相等吧。

也可简化处理，保温层外表的壁温近似按环境温度取一致来简化处理，相当于辐射热就没考虑。
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3楼2015-05-25 17:16:23
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小吴smallwu

木虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by hnan at 2015-05-25 17:16:23
我计算的传热实际是太阳温度高，通过保温层、管壁最终传递给管道内液体的热量。
管道外壁吸收的热量为太阳照射辐射热，损失的热量为管道外壁对流传热和辐射热，及管道保温层、管壁损失的热量，最终管道内液体吸收 ...

我不知道你为什么要写这么一大段出来，其实你说的就是我之前回复你的一样的意思。你这个只是扩写。

再补充强调一些：首先，Sample Text，所以随着液体不断吸收外界的热量，液体的温度是不断升高的，最终（如果传热时间足够长的话）液体的温度会和外界温度相等，也就是50℃，这个时候达到了热平衡。所以我说你这个问题是一个Sample Text的问题。其次我不是说了先假设一个保温层的外壁温度吗，你为什么还来了这么一句“应该先假设外表温度，算出总的单位长度的热流量，再计算迭代使得与通过保温层、管壁传给液体的热流量相等吧”，我之前说的就是这个意思
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平衡
4楼2015-05-25 17:47:07
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