沧州东电管道有限公司-埋地保温钢管根据经验先假设一组空气夹层内、外表面温度值,然后根据公式(6)计算出夹层空气的定性温度,查表1得到Pr、υ、λa,将相关参数(其中微孔硅酸钙瓦外径为1 120 mm,外护管内径为1 200 mm)依次代入公式(5)、(4)得到Gr,验算GrPr是否在(1×103,1×108)范围内。如果在(1×103,1×108)范围内(蒸汽管道的GrPr一般都在该范围内),则通过公式(3)计算得到空气的当量热导率。根据微孔硅酸钙瓦或玻璃棉的内表面温度(约为蒸汽温度)和假设的外表面温度(即空气夹层内表面温度)查得平均热导率。将相关参数代入式(2),得到通过单位长度外滑动式保温管的热流量。再根据热流量相等的原则求得空气夹层内、外表面温度值,即微孔硅酸钙瓦或玻璃棉的外表面温度、外护管内表面温度。如果计算出的空气夹层内、外表面温度值与计算时设定的空气夹层内、外表面温度值之差均小于1?℃,则计算结果可以接受,不再重复迭代计算;否则重新假设空气夹层内、外表面温度值等于上次计算得到的空气夹层内、外表面温度值,重复上述计算过程,直至计算结果可以接受。 较终得到玻璃棉外滑动式保温管的空气夹层内、外表面温度分别为74.3、52.3?℃,通过单位长度保温管的热流量为176.6 W/m;微孔硅酸钙瓦外滑动式保温管的空气夹层内、外表面温度分别为83.8、58.2?℃,通过单位长度保温管的热流量为208.9 W/m。 ③ 计算结果比较 2种保温结构保温管的散热计算结果见表2。 表2? 2种保温结构保温管的散热计算结果 在保温夹层(工作管外表面至外护管内表面的区域)厚度相等条件下,内滑动式保温管保温效果与玻璃棉外滑动式保温管保温效果相近,而微孔硅酸钙瓦外滑动式保温管保温效果较差,其散热量比内滑动式保温管约高22%,外护管内表面温度也明显比其他两种保温方式高。 3 比较结果的理论分析 内滑动式保温管根据工作管管径大小在工作管外环向包覆2~6块微孔硅酸钙瓦,在轴向则一根管上较多有20块微孔硅酸钙瓦,发泡过程中瓦块与外护管间相互压紧。聚氨酯泡沫固化后,聚氨酯泡沫与外护管粘牢,保温管整体性良好。? 外滑动式保温管由于每段管道要设两只内固定支座,管道轴线方向的保温层在内固定支座处出现断层,仍以上述玻璃棉外滑动式保温管的例子计算,如果工作管与外护管之间没有保温材料,则散热损失约为玻璃棉完好状况下热损失的5倍。即在每只内固定支座前后因保温层断层,会形成明显的热桥。管道内固定支座均为钢质材料,是优良的热导体,其热导率高达48 W/(m·K),是玻璃棉热导率的800~900倍,尽管动足脑筋阻止散热,内固定支座仍然是个不可忽略的热桥。 此外,由于外滑动式保温管的保温材料与工作管等长且随工作管移动,采用波纹管补偿器的管道,每个补偿管段轴向有150~200 mm的伸缩量,这无疑给外滑动式保温管保持保温层连续增加了难度。至于微孔硅酸钙瓦外滑动式保温管,由于微孔硅酸钙瓦在温度升高时收缩,使得瓦间环向缝隙引发的热桥效应更强烈。