管道设备保温绝热设计计算

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1、设备及管道绝热设计1 常用绝热材料的性能 12 保温计算参数求取 33 保温层厚度计算 54 附录1 常用绝热材料的性能表6-1常用绝热材料性能表序材料名称便用密度.Kg/m3极限使毘温 度 r最咼 使用 盅度常温导热系 数导热系数琴苦片程抗压 强度 D4Pa1制品170鑼240Ta-65055d0.0550.0620.064=+0.000 life f ；Tm-70?0.40.5G.5.2泡沫石棉3040L50普诵犁Ta-500防水型 -50-500：10.0460.0530.059：51=+0.00014(Tm-70)原棉Ml刃S500.04460-804004000.0493岩棉矿渣1C

2、0-120板管30-6004&0:0.049=+0.0001S棉制品4003500.044x (T m-7 0)100-120eoo3500.045150-160迦3500.043200-6003500.0444玻 璃 棉 制 品0400T?时= 九尸如十0.00036殳(Tm-00)湿法制品-850S506膨胀珍珠 岩諛料S0SO-150：150250-200-50o.osi- 0.053-0.064O.OM-O.0751膨胀珍珠 君制品200250300Ta述刃5500.0600.0580.072A=?lo+0.00013 乂 ：X T tn-2$)0.4g憎水膨胀 珍珠岩制品200220

3、-70-6000.0590.070.：=M0.00013-x.(Tm-25)0.5g复合硅轄 盐保温涂 料300TaSOO0.071TmWdOOC 时； =+0.00013 J电 Tm-70) 3CioiC Tm4OOiC：1 却1于血+ 0-00 030x (Tm-300?400iC30TO岛（廳时）0.041A=o+O.OOOOP3.；-x ( Tm-20)12娶乙烯泡1沫塑料24-100-800.02513-酚醛泡沫 塑料30-50-1001：500.035注：1.设计计算采用的技术数据必须以产品生产厂商提供的数据为准。本表数据仅供参考。2.设计采用的各种绝热材料的物理化学性能及数据应符

4、合各自的产品的标准规定。（3兀时）-101f 0.046W.052A.=0.058 24C； =0.060 931C, X=0.073204, =0.09? l=0.000 1P3x./ Tm-3-5J0.5(3代时)0.064LOir, A=0.0500.05546C. 1=0.06246lCr. ?l=0.064 4代，M.072 461C, X.=0.103A=+U 000 152x (Tm-3-5)0.7一般绝热材料的导热系数都与温度近似地成线性关系：6 - 1)九二九 + b（T -T ）0 m 0式中 霔桾m温度下的导热系数，W/（m2C）；b系数b,见表6-1 ；Tm保温层平均温

5、度,Ts管道外表面温度,_0常温，TO时的导热系数，W/（mC）；T = 1（T + T ）C m2 sa计算时取介质温度 C；Ta周围环境温度，Co表达式中各个参数的取值请参照表6-1。2 保温计算参数求取2.1 总给热系数的求取a = a + a s r k 式中ar管道或保温层的辐射传热系数，W/（m2C）；ak对流传热系数，W/（m2C）。Ca 二rr T T sa式中Ts管道外表面温度，计算时取介质温度，C； Ta周围环境温度，C；Cr辐射系数，W/（m2C）。材斜表而状态.Gt材料表面状壷.Cr铝板磨光0.32钢板黑迺光泽3.552.3?钢板己氧化4.S5油稼5.235.00.5.

6、23无光泽5.47在密闭场合（如地沟）：=1.28式中D1管道或保温层外径，m。在室内无风情况下：26.33a =xk 297 + TmC,式中Tm保温层平均温度,当风速小于5m/s时：平壁：(5.11.3T ) W 0.8a100 丿 L0.2式中 W风速，应以当地气候资料为依据，m/s； L沿风速向德平壁长度，m； D1 保温层外径， m 。圆筒：= 3.95W 0.8D 0.41在实际应用上，给热系数的求取可以简化，因为1 ) 有许多公式本身是基于相似理论或实验的基础上得出的。2) 保温计算的精度不需要很高，考虑到安全的因素，对于气象因素实际与计算的出入，故允许 带有一定范围的公差。3)

7、 保温的制作和施工属于建筑工艺范畴，本身允许的工艺误差是毫米级。管道故室内总给热系数：Ta = 0150C时，可近似计算a = 8.1 + 0.45(T - T )ss a平壁a = 8.4 + 0.06(T - T )ss a( 6也可把as进一步当作一个近似不变得常数，a =910sW/(m2C)室内保温也可取as = 11.63 W/(m2C)。考虑受风的影响，当风速大于5m/K时：_)W/(m2C)a =+ 6jW&1.163ss22周围环境温度Ta室内：一般采用20 Co通行地沟：当介质温度80 C时，取20 C ；当介质温度81110C时，取30 C；当介质温度110C时，取40C

8、。室外保温：常年运行采用历年年平均温度，季节运行采用历年运行期日平均气温。 保冷：可采用历年最热月平均温度。防冻：取冬季历年极端平均最低温度。防烫伤：取年最热平均温度值。2.3相对湿度及露点温度Td保冷采用最热月相对湿度。露点温度Td可根据选定的周围空气温度Ta和相对湿度从附表1中查询。24室外风速W保温采用冬季风速，保冷采用夏季平均风速。2.5管道或设备的外壁温度T0 在绝热计算中，对外壁的传热一般忽略不计，因此外壁温度可采用载热介质温度。2.6保温层外表面温度Ts保温表面温度的确定，是关系到热损失和经济厚度的计算。我国目前规定：当周围空气为5C时，绝 热结构外表面温度应低于50C。在室内情

9、况下，表面温度可按下式计算：T 二 32 + 0.028Tsf式中Tf载热介质温度，C。表6-2表面温度Ts取用表介质温100150200-25 030350400：4505叫540.550650表面温 度T34.836.237.639.0-40.443 246.047.147.550.23 保温层厚度计算3.1本软件计算中的一些约定（只适用于本软件说明）（、数可参考表6-1。计算保温材料导热系数用通式（6-1 ）：九=九0 + bbrm -T丿有关参 计算总给热系数，不同情况分别用（6-2）、（6-3）、（6-4）。B = D In i1D 为计算表达方便，令Do，取名为保温因子。 为了计算

10、式的通用性，如没有直接表达式计算保温厚度。时，最后求取结果为D1保温层外径，m。计算机用以下方程求取：D = D x In x1o由计算机方程求解。D1求取后，再另行计算保温厚度0。 管道与设备的计算分界线为公称直径DN1000, SDN1000的管道和设备，都视为管道（即圆筒面） 计算，DN1000的管道和设备，都视为设备（即平壁面）计算。3.2 经济厚度计算保温层经济厚度是指设备、管道采用保温结构后，年热损失值与保温工程投资费的年分摊率价值之和 为最小值时的保温厚度。1 ）管道绝热层厚度计算：iP XtT -T=3.795 x 10-3 | R0aP S1 T8 = -(D - D )6

11、_ 5)2 io7说明：保冷经济厚度必须用防结露厚度校核。式中B保温因子D0管道外径，m；D1 绝热层外径， mPp p pp pPR能价，元/106KJ，保温中，pR pH，pH称“热价”；保冷中，R_ C，Pc称为“冷价”; PT绝热结构单位造价，元/m3；九一绝热材料在Tm平均温度下的导热常数,W/（m2C）;t 年运行时间，h （常as 绝热层（最）外表面向周围空气的给热系数，W/（m2C）；年运行的按8000h计，其余按实际情况计算）；T0管道外表面温度，C；金属设备和管道的壁温，在无衬里时，取介质的正常运行温度；保冷时取介质的低操作温度；当要求 用热介质吹扫管线时，取吹扫介质的最高

12、温度。Ta环境温度，(运行期间平均气温)c；S 绝热投资年分摊率， %。S _ i (1 +i) n-(1 + i)n - 1式中S绝热投资贷款年分摊率，%；i年利率(复利率)，%；n计息年数，年；。一绝热层厚度，m。例1设一架空蒸汽管道，管道D0=108mm，蒸汽温度T0=200C，当地环境温度Ta=20C,室外风速W=3m/s,能价为PR=3.6元/106kJ，投资计息年限数n=5年，年利率i=10% (复利率)，绝 热材料总造价Pr=640元/m3；选用岩棉管壳作为保温材料。计算管道需要的保温厚度，热损失量以及表面 温度。解 求导热系数200 + 20Tm=2 =110岩棉管壳v200k

13、g/ m3：入=0.044+0.00018(Tm -70)入=0.044+0.00018(110-70)=0.0512W/(mC)求总表面给热系数取 H 0 =7,=(H0 +6、W)x 1.163= (7+6“ ) x 1.163=20.23 保温工程投资偿还念分摊率按下式计算：i + (1 + i) n0.1(1 + 0.1)5S= (1 +i)n 一1(1 + 0.1)5 一1 =0.264 求保温厚度D|P Xt(T -T )2九D In 1 _ 3.795 x 10-3 x r 0 a 1 DPS01ras3.6 x 0.0512 x 8000(200 - 20)2 x 0.0512

14、3.795 x 10-3 x一640 x 0.264由计算机求解函数xlnx_x,返回函数值x = 1.9759,贝V：D1 = x*D0 = 1.9759*1.9759 = 0.2134(m) 8 _ 1 (0.2134 - 0.108)2=0.0527(m)20.23=0.1454取 B= 60mm( 2)设备绝热层经济厚度计算IP XtT -T8 _ 1.8975 x 10-3 ;6 _ 6)式中符号意义及注释内容同上。例2 容器内装物料，Tf = 300C，当地环境温度，Ta = 22C，风速3.5m/s，热价为3.6元/106kJ, 投资计息年限n = 6,年利率10%，保温材料采用

15、水泥珍珠岩制品，保温工程总价为400元/m3,常年生产 使用，求需要的保温厚度，热损失及表面温度。解 求材料导热系数选用200 kg/ m3增水珍珠岩制品九_九 + 0.00013VT 25)0m300 + 40.4Tm =2=170.2九 _ 0.07 + 0.00013(170.2 25)_ 0.089 求表面给热系数 取， a0=7，as = (a0 +6%W ) x 1.163= (7+6乜3.5 ) x 1.163=21.2 保温工程投资偿还年分摊率i + (1 + i) n _ 0.1(1 + 0.1)6S= (1 +i)n 1(1 + 0.1)6 -1 =0.229 求保温厚度6

16、 = 1.8975 x10-3 xP 九t (T T )九R0a I PSraas_ 1 8975 x 10 3X ；36x 0.089 x 8000(300 22)_ 0.089400 x 0.22921.2 =0.163(m)取厚度170mm3.3 允许热（冷）损失量的规定值计算3.3.1 管道单层热（冷）损失下绝热层厚度 （1 ）按允许热（冷）损失量的规定值计算(T T1 0 a1 1 Qas丿6 = !(D - D )(保温时)2 106 =占(D D )(保冷时)210（6 _ 7） 式中Q以每平方米绝热层外表面积为计算单位的“最大允许”放热（冷）损失量W/m2；Q按附表3、4取值；

17、 X修正值，取1.11.4。最大允许冷损失量分不同情况，按下列二式进行计算：时，当 T-T 4 5 4 5a当 丄d 时，Q=s。TTd 一当地气象条件下（最热月的）的露点温度，C； 其余符号同前。（2）当工艺要求允许热（冷）损失量以每米管道长的热（冷）损失量为准计算时：D2兀九| T TIn 1 _ (0aDq Da0 1 16 _ -(D D )(保温时)2 1 06 _ 11 (D D )(保冷时)2 1 02九、）（6 _ 8）式中q以每米管道长度为计算单位的“最大允许”放热损失损失量，W/m,其值以工艺计算为准。其余符号同前。2手算时，可先设Dias =0,代入式（6 _ 8）求出D

18、1的初始值。再将初始D1代入式（6 _ 8）,用逐次逼近法计算12次，即可得Di精确值。3.3.2 管道多层热（冷）损失下绝热层厚度（1 ） 按允许热（冷）损失量的规定值计算(a)总厚6各层代号为i,总层数为n时：门D 小(T -T)+A+九亠、D ln n = 2(i 0 il tn DQ (T0 -T) + X (T -T )九、 X i-1 in n-1a n )asQ5 = 1(D - D )(保温时)2 n05 =1 (D - D )(保冷时)n0,D2 九 T - T 、ln =x iD DQi-1n5 = 1(D - D )(保温时) i 2 ii-15 = 1 (D - D )

19、(保冷时)i 2 ii-1最外层厚5 n5 =5-15ni i=iT = 0.9T 式中 ii+1Ti+1第i+1层绝热材料的允许安全使用温度，。C。 Q取值同6-7。下面分别列举出最常用的两层、三层绝热厚度计算 b）双层管道绝热计算 总厚度D2的计算式：(九 T -T +k T -T1九)czLa .s6 _ 9)第一层的厚度计算式：1 D2九ln i =i x 0-p026 _ 9a)DDIQ第二层的厚度计算式：5 = 1(D - D )222 iD ln D3 D(k T -T + 九 T -T + 九Ti6 _ 10)第一层（内层）的厚度计算式：1 D2九ln 二一i x o |DDI

20、qJ6 _ 10a )036 _ 10a)第二层的厚度计算式第三层的厚度计算式1 D2九ln 二一2 x ir iDDIQi35 =1(D - D )3 2 3 2q5 = 1(D D )(保温时)2 n 05=1 (D D )(保冷时)2 n 0i D T T 、ln i = 2兀九 iD i q 1i1一.5 = (D - D )(保温时”12 i i-115 = (D D )(保冷时)i2 i i-12）当工艺要求允许热（冷）损失量按照每米管道长度的热（冷）损失量为准计算时（a）总厚5，各层代号为i，总层数为n时：,D2兀九(T T) +A + 九ln n =1_014 TDq(T0 T

21、) + Xn(T T ) 2九、 X i1 1n1a n)D ans第i层厚度5 i：式中q取值同式6-8, W/m。最外层 n5 n的计算公式：（ b ）双层管道绝热计算总厚度D2的计算式：ln 15 =5-乂15nii=1D a 2s6 _ 11)内层的厚度计算式：6 _ 11a)外层的厚度计算式：5 = 1(D D )222 iln = 2 兀D0第一层(内层)的厚度计算式(X T -T +X T -T +X T -T12X )D a 3s6 _ 12 )第二层的厚度计算式：第三层的厚度计算式：ln D16 _ 12a)6 _ 12b)8 =1(D - D )32323.3.3设备单层允

22、许热(冷)损失下绝热层厚度计算：T - T0 a丄 L Q-匸丿 s例3已知一方形锅炉给水箱，水温100 r，周围空气温度为25C, 求绝热层厚度。解：由表6-1查得水泥膨胀珍珠岩制品的导热系数方程为：入=0.072+0.00012tp 入仁0.072+0.00013X (0.5* (100+25) -25) =0.07687查允许最大热损失表得q=93W/m2及取a2=11.6W/m2C，按公式计算如下：(100 - 25 - 1 )-11 /(6 - 13)绝热材料为水泥膨胀珍珠制品，-丄丁丿取水箱的绝热厚度为70mm。=0.07687 xI 75.6=0.06963m3.3.4 设备异材

23、多层允许热(冷)损失下绝热层厚度计算：8(a)第i层厚度i最外层厚度 n( b )双层设备绝热计算内层的厚度计算式：外层的厚度计算式：( c )三层设备绝热计算第一层(内层)的厚度计算式：8 =Xi(Ti 1- T)iQ (T - T )1 n-1n Qa 丿s8=XKzT1Q6 - 14)第二层的厚度计算式：=X2T - T1a-1 Q a .sIt - t1 0 1QX 16 _ 14b)2第三层的厚度计算式：6 _ 15b )Q8 = X336 _ 15c )Q取值同式17_14。T 二 09Tii+1+1意义同上。 最大允许冷损失量分不同情况T - T 0ssa |8 = -(D -

24、D )6 _ 21 )2ioJ式中3.5.2Ts 绝热层外表面温度，C； Ts =60C。设备防烫伤绝热层厚度按下式计算：式中Ts =60C 。ss6 _ 22)注意：对于要求绝热层表面温度不超过或等于一定温度时，都可以分别用(6-21)、(6-22)进行计 算。例4已知蒸汽管道外径d0=0.273m，蒸汽温度tf=250C，周围空气温度ta=25C，要求管道绝热结构 的外表面温度不超过tw=50C,绝热材料为矿渣棉管壳，导热系数方程为入=0.093+0.00024tp,求绝热层厚 度。解：室内取a2=11.63 W/m2C入1=0.093+0.00024tp=0.093+0.00024x (

25、250+50) /2=0.129 W/m2C用公式(3_48)计算如下：/、d、d 2九 -1 丿2 x 0.129V250 - 50、八”八d d a d & -1、 10.5 x 0.273(50 - 25、002 0 w a由计算机公式xl nx_x求得d = 1.58 d0d1=d0x 1.58=0.273x1.58=0431m8 d - d 0.431 - 0.2730 0798 =i0 = 0.079mi 2绝热厚度取80mm。例5有一个大型矩形风道，风温600C，用微孔硅酸钙和水泥泡沫混凝土两种绝热材料作复合式绝热 结构，并用石棉水泥作抹面层，要求在室温25C时表面温度不超过50

26、C，求各层厚度。解：tf=600C，因为水泥泡沫混凝土最高使用温度为250C，所以取tw1=250x0.9=225C，再取水泥 泡沫混凝土外表面温度tw2=60C, tw=50C, a2=11.6 W/m2C。查表6-1得微孔硅酸钙的导热系数方程为_1 =_0+0.00011 祝舗世_70) =0.062+0.00011x (600+225) /2-70) =0.099675 W/mC水泥泡沫混凝土的导热系数方程为入2=0.091+0.00020tp=0.091+0.00020x (225+60) /2=0.1195 W/mC石棉水泥抹面层入3=0.35 V、/mCX、-1、+X8 二 _f-

27、1)+1 (t -1、w23 w2-a t -t 、2 w a37.3781 +19.7175+3.5 0.2084mX (t - t 、8 1 a (t - t 、22w10.099675*00 225、+ 0.1195、225 60、+ 0.35、60 50、11.63& - 25、290.750.099675000 - ?25)11.63& - 25)0.129m取 130mm取 70mm九 C t )0.1195(225 - 60)门2 = 0.068ma Vt -1 丿11.63V50 - 25)2wa九 C -1 )0.35(60 - 50)3 w2w = 0.012ma -1 丿

28、11.63V50 一 25)2wa取 15mm总实际厚度5 =51 + 52 + 53 二 130 + 70 +15 二 215mm3.6 延迟介质冻结保温厚度计算延迟管道内介质冻结、凝固、结晶的保温厚度，应按达到凝固点前时的热平衡状态进行计算T - T1门7200K 兀“ 一症-T ）t“D _r2a fr2 人in D _ （T -T r）（Vpc + V p c ）Da 00 fp p p1 s5 _ 1（ D - D ）2 1 06 _ 23）式中Kr管件及管道支吊架附加热损失系数，Kr =1.11.2 （大管取值靠下限，反之靠上限）；/r 介质凝固点，C；Ta 一环境温度，C,室外管

29、道取冬季极端平均最低温度; tfr 介质在管道内不出现结冻的停留时间， h;s 冬季最多风向平均风速下的放热系数，按式17_10计算 V、p 分别为介质体积和管壁体积，m 3 ； p 、p 分别为介质密度和管壁密度， kg/m3；cc、 p一分别为介质比热容和管壁比热容，J/ （kgC）;其余符号同前。液体管道在允许的温度下保温厚度应按热平衡方法计算。3.7.1 无分支（无节点）管道I DIn_D08九L KABT TD aD 2Wpc In a -1 sT TBa5 _ (D D )2 1 02九、-r6 _ 24)3.7 在液体允许的温度降下保温厚度计算式中D管道内径，m ；W介质流速，m

30、/s ；TA介质在（上游）A点处的温度，C；TB介质在（下游）B点处的温度，C； LABA、B之间管道实际长度，m ；a、as、Kr的取值规定与式6-23 一致；其余符号同式6-23。3.8 热（冷）损失量计算3.8.1 管道单层绝热结构热（冷）损失量按下式计算：0aDD11 In 1 +-2Da0sqD1Q(6 _ 26)式中Q以每平方米绝热层外表面积表示的放热损失，W/m2, Q为负值时，为冷损失量； q 以每米管道长度表示的放热损失，W/m。q为负值时，为冷损失量。例6 已知条件见例1，求管道热损失。 解：在例1中已求解的条件：6= 60mm,入=0.0512W/(m2C), DO =

31、0.108mm, as = 20.23 W/(m2C),贝yD = 108 + 60 x 2 ooo /、1=228(mm)Q T - T Q =0 aD . D 1 i ln i +-2九 D a0s200 - 20= 105(w / m)0.228 0.228 1)In +2 x 0.0512 0.108 20.23q3.8.2 管道异材多层绝热结构热(冷)损失量按下式计算：( a)T - TQ 二0an D D 1乙 n ln +-2 D a i=1ii-1sq =兀 D Q n(b)管道异材双层绝热结构损失量计算T - T Q =0aDDDD14 ln 1 + In 2 + -2九D2

32、九Da1 0 2 1q =兀DQ(c)三层Q T - TQ - D、D _DD a D、D T2九D2九D2九D a102132q 二兀 D3Q3.8.3 设备单层绝热结构热(冷)损失量按下式计算： T - TQ = K a8 1+ -九a6 _ 27)6 _ 27a)6 _ 28)6 _ 28a)6 _ 29)例7 已知条件见例2，求热损失 解，在例2中已求解的条件：6=仃0mm,入=0.089 W/(m2C), as=21.2 W/(m2C),贝yT -T 300-22 Q = a = 142.05810.171+ + s3.8.4 设备多层绝热结构热(冷)损失量按下式计算( a)q九 a

33、0.089 21.2(b)设备双层绝热结构损失量计算T - TQ 7 T九 ai=11Q T - TQ _ 5 05 a 1 壬+亍* -126 _ 30)(c)三层Q T - TQ产飞9厂6 _ 30a)才+产+旷* 丁123式中符号意义和单位同前。3.9 绝热层外表面温度计算3.9.1 管道单层绝热结构外表面温度按下式计算对Q以W/m2计时的平壁及圆筒面6 _ 31)6 _ 32)(b)管道异材双层绝热结构损失量计算(1 r D1 r D )IX D X D 丿1021 .1 . D1 . D )ln1 + lnI X DX D 丿1 0 2 1T + 0.5a D T ln+ ln0s

34、2 a1 + 0.5a D26 _ 33 )对q以W/m计时的平壁及圆筒面T =+ Ts n D a a1s3.9.2 管道异材多层绝热结构外表面温度按下式计算： (a)T + 0.5a D T (工丄 In 2)0 s n a X Di=11i11 + 0.5a D (工 丄 In D-)n X Di =1 ii-1(c)三层.D 1 . D ) 一 .In 2 + In 3“ D 九 D 九 D丿102132 -1D1D1D )In1 + In2 + InIXD九D九D丿1021321D1T + 0.5a D T ln1 + 0s 3a1 + 0.5a D36 _ 33a)式中Dn第n层绝

35、热层外径，m。3.9.3 设备单层绝热结构外表面温度计算同式6-31。3.9.4 设备多层绝热结构外表面温度按下式计算： (a)(b)设备双层绝热结构外表面温度计算(c)三层s a + 1+ 5 2 /5 )26 _ 34)T +a0T =sTafs 5rr 下+t+才1236 _ 34a)3.9.5 双层绝热时内外层界面处温度计算：(1)管道异材双层绝热结构层界面温度T1按下式校核：九 T In 2 + 九 T In 11 0 D 2 s DT =ioi D D 人 In 2 + k In i1 D 2 D106 _ 35)(2)设备双层绝热结构层界面温度按下式校核： kT5 +k T5T

36、= 1 o 22 -11 k5 +k 51 2 2 1式中 Ts用式6-31、6-32计算。3.10 绝热层伸缩量计算3.10.1 管道或设备的线膨胀量或收缩量的计算：AL 二 a L(T - T ) x 100000a式中AL管道或设备的线膨胀或收缩(为负值时)量，mm； a0管道或设备的线胀系数，1/C；L 伸缩缝间距， m； 其余符号意义同前。3.10.2 绝热材料的线膨胀量或收缩量的计算： 单层AL = a L( To - Ts - T ) x1000102 a6 _ 36)6 _ 37)双层AL = a L( T1 - T2 - T ) x10002 22 a三层AL = a L(

37、T2 - T3 - T ) x10003 32a76 _ 38)6 _ 39)6 _ 40)式中 ALi 一第i层绝热材料的线膨胀或收缩(为负值时)量，mm； ai 一绝热材料的线膨胀系数，1/C；其余符号意义同前。3.10.3 绝热层伸缩缝的膨胀或收缩量的计算：AL 二 AL -AL01AL 二 AL -ALi -1i式中 AL一绝热层伸缩缝的扩展或压缩（为负值时）量，mm。3.11 地下敷设管道的保温计算地下管道有三种敷设方法，保温计算也因敷设情况不同而有所区别。在通行地沟中敷设的管道，其保 温计算可按前述室内架空管道的保温计算方法计算。无沟直埋敷设的管道以及在不通行地沟敷设的管道， 保温

38、计算方法如下。3.11.1 无管沟直埋敷设的单根管道的保温计算：（ a ）已知数据：允许热损失q,W/m；载热介质温度Tt,C；管道的埋设深度（由地表面至管中心） h， m； 土壤特征（土壤的种类、温度）；管道敷设处的土壤温度tso,C；保温厚度计算：2兀九九so九一九sosoqI 4h) lnDe-2兀九so丿6 _ 41)式中so 土壤的导热系数，W/（mK）;九so =0.58；较湿的土壤 so =1.74；实际计算时，对于潮湿土壤，因易使保温材料受潮，故材料的导热系数应乘以系数m = 1.5；对于较 干土壤，输送介质不中断，且温度较高的情况下，保温材料的导热系数可乘以系数m = 1.2

39、 （当确定保温层 平均温度Tm时，保温层表面温度采用T 60 70C（b）热损失计算：干土壤so不太湿的土壤很湿的土壤九so =1.163；九=2.23so）。T - tT - tq so soRR + R10T - tfsoD 1 n 4h In i + ln - 2兀九 D2兀九D0 0 16 _ 42)R I Rso式中 R 总热阻（1 so）, （mC）/W；/1 ! D、R（盂 Dl）R1 一保温层热阻D0 , （mC）/W；（1 丨 4h、Rso土壤热阻 2欣 0 D1 , （mC）/W。3.11.2 无管沟敷设的多根管道的保温计算： 多根埋设管道的保温计算必须考虑到管道彼此间热损

40、失的影响。计算时的已知数据除与单根管道相同外，还须知道管间中心矩（b）。现以两根埋深相同的管道为例说明计算方法。多根管及埋深不同时可以 类推。（a）保温厚度计算： 对第一根管道对第二根管道I DIn nD0Iln 4h2兀九九T t q R D s0( so11_0 q1s0 F( f 九一九s 0I2兀九一)s06 _ 43)4hlnD )0fr) 2兀九s0T(ft q R=s0 II ( s九一九qs 0 IIII式中 角标I、II表示第一、第二根管道，其他符号同前；R0两根管道相互间影响的当量热阻；1DIn m-D0II2兀九九s0 H(6 _ 44)i2hIn ：1 + ()2bso

41、B两根管道的中心距离，m。ln i In 曲D及 Doi 及0nD (D 1)=0( 1 1)2 D0算出5再以(b)热损失计算第一根管道第二根管道值后，式求取厚度 。以两根埋深相同的管道为例来说明)：(T t )(R + R ) (t q 二 f so 、 iisoI-1 ) Rso 0(R + R )(R + R )- R2I so IIsoso(T t )(R + R ) (t t )R q IIsoIso式中RI第一根管道热阻;f soIsof so 0(R + R )(R + R ) R 2I so I I so0(T t )q R(=fso U_0 )qI, (mC)/W；(T t

42、 )qR、；qn, (mC)/W；sosoRII第二根管道热阻；Rso, Ro分别同式6-42、6-43。3.11.3 不通行地沟中的单根管道的保温计算： 已知数据：允许热损失Q, W/ (mh)； 载热介质温度Tt；C； 管道外径DO, m；管沟深度h (由土壤表面至管沟水平对称轴心的距离)，m；管沟的主要尺寸(横截面尺寸) m； 土壤特征(土壤种类、温度)；管沟埋设处的土壤温度tso,c(a)保温层厚度计算ln D 2兀九R (R + R + R )Ds aw so0T 一t ,1114h、r2 兀九皿 一 (+ln )qa兀Da兀D2兀九 D11 aw agso ag6 _ 45)式中

43、R总热阻(R1+RS+Raw+Rso),(mhC) /kcal；（=-D-）RS保温层表面放热阻 ai,（mC） /W； RS按附表5取值。（=）Raw管沟内空气至管沟内壁的热阻 aa/ ag ,（mC） /W；R1、RSo分别为保温层及土壤热阻，（mC）/W； aaw管沟内空气至管沟壁的给热系数，取aaw= a1=9, W/ （mC）； Dag管沟的当量直径，m。4FD = ag u 式中F管沟截面积，m2； u截面周边长，m o实际计算时，管沟壁的热阻（Raw）可忽略不计。因为管沟壁材料的导热系数（Aaw）常与土壤的导 热系数（Aso）相同，所以大多数情况下就采用土壤的导热系数值。DD D

44、in i5 = o i 1）计算求得 D0 值后，再以 2 D0式求取厚度 。保温材料在管沟中可能受潮，实际计算时，保温材料的导热系数应乘以系数1.25。如土壤较干燥，输 送介质温度高且不中断，保温材料导热系数可乘以系数1.1。计算平均温度下的导热系数入值时，1t = （t +t ） tcp 2 f s可近似取为s,约6070 Co（b）热损失计算R + R + R + R1 s awso6 _ 46 )=t + K (R+ R )so q aw so（C）管沟内空气温度（C）计算tK为支吊架的热损失校正系数。K(T t )(R + R ) t = t +fso awsoaw soaw汁八 R

45、 + R + R + R或1 s aw so3.11.4 不通行地沟中敷设两根管道的保温计算（多根管道类推）： 管沟中空气温度（C）计算（允许热损失）t = t + K（q + q ）（R + R ）aw soi i i aw so式中ql、qII为第一、第二根管道的允许热损失。保温层厚度计算第一根管道in粘01T -t 二2兀九(f ii qiT t皿R ) = 2兀入(awsiiqia兀D1116 _ 47)第二根管道Din mD0iiTR ) = 2兀九(/iisiiiiRRsi、sii可按附表5取值,热损失计算第一根管道的热损失T t2兀入(awii qiii D 1 D in 出 i

46、n 丑由式6-47算出D0i 及0i i-1so值后，再以a兀D11iiDD5 =0 ( 1 1)2 D2D0式求取厚度 。同上R =so2兀九so式中 hm 埋设深度计算值， m；h管中心距地表面距离，m；入so土壤的导热系数，取12, W/ (mC)；aso 由土壤表面至周围空气的给热系数，一般取20303.12 蒸汽伴管的保温计算对于“自然加热角”结构：De . r a (T - T ) x 1.25 i = 2兀可/卩a 兀D (t T )A10 ca f兀D a 116 _ 48 )a 兀D (t - T )兀D aA10 ca f1 16 _ 49)T -1 q 二一fawi R + Rkcal (m - h)11si第二根管道的热损失T - tq 二 eaw-11 R + Rkcal：(m - h)iiisii