工业设备及管道绝热结构外表面换热系数取值的探讨

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1、学兔兔www.xuetutu.com丁玉栋等工业设备及管道绝热结构外表面换热系数取值的探讨37工业设备及管道绝热结构外表面换热系数、沪、、护、护取值的探讨丁玉栋王强王宏重庆大学工程热物理研究所重庆400030胡先林中国成达工程有限公司成都610041范勇刚中国电力工程顾问集团西南电力设计院成都610021伍立新洛科威防火保温材料(广州)有限公司广州510623摘要对比和分析《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264—97中绝热结构外表面换热系数计算结果与国外标准和经典实验关联式中相同条件下换热系数取值，指出该规范中换热系数计算方法的欠妥之处；修正保温效果

2、检测研究中水平和竖直放置圆管绝热结构外表面换热系数的计算公式，计算结果表明修正后的公式可以反映真实的传热过程特性；并建议参照美国标准ASTMC680—2004计算水平平板对流换热系数。关键词国家标准绝热结构换热系数设备管道《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB供相关人员在引用和修订规范时参考。50264—97⋯在保温节能和绝热工程设计中发挥了1计算方法重要作用，但随着科技的进步和国家经济的发展，该规范中的某些规定已不符合当前节能减排和工为对GB50264—97标准中换热系数计算方法业发展的要求。例如该标准在进行经济厚度、最进行校核，将其同国际上现行常用标准或规

3、范中大允许热损失下的厚度、表面放热损失量和绝热的绝热结构外表面保温、保冷换热系数计算方法结构外表面温度的计算中，室外绝热结构外表面进行对比。采用的对比标准和计算规范包括：《传换热系数的计算只考虑了风速变化的影响，并且热学(第四版)》中经典实验关联式j、ASTM与《设备及管道绝热设计导则》GB／T8175L2J中提C680—2004美国标准J、JISA9501—2006日本标供的绝热结构外表面换热系数计算公式不统一。准、BSENISO12241～2008英国标准和VDI在设备和管道绝热设计过程中，换热系数计算的2055—2007德国标准J。各标准及规范中辐射换合

4、理性将直接影响最终绝热方案的制定与实施。热系数仅计算公式为：因此，在不同外表面特性和现场气象条件下外表Otr=鬻[()一()]【【J—I川㈩面换热系数的合理取值非常重要。Wijeysundera的研究表明：表面换热系数的1．1GB50264—97标准15％不确定量可导致15％～20％在预测热流中的GB50264—97标准中规定了两种绝热结构外不确定量，而且绝热结构外表面传热系数的取值表面换热系数的计算方法。对绝热计算时的保温层厚度影响很大，某些情况方法A是在进行经济厚度、最大允许热损失可达20～40ram。不恰当的取值很可能带来外表面下的厚度、表面放热损失量和

5、绝热结构外表面温超温，增大热损失量，影响经济性；对于工艺参度的计算中，室外绝热结构外表面换热系数仅的数要求严格的情况，超温甚至可能导致安全事故。计算：为切实做好《工业设备及管道绝热工程设计=1．163×(10+6v／-~)(2)规范》GB50264—97的修订工作，经修订组分析方法B是在保温效果检测研究中的保温计算，和探讨规范中的绝热结构外表面传热系数的取值，外表面放热系数。应为表面材料的辐射放热系数提出更符合国际通行标准且便于操作的公式，以与对流放热系数之和。丁玉栋：讲师。2010年毕业于重庆大学工程热物理专业获博士学位。主要从事传热传质及两相流动方面的研究

6、工作。联系电话(023)65102474，E—mail：dingyudong@cqu．edu．cn。学兔兔www.xuetutu.com38CHElVIICALENGINEERINGDESIGN化工设计2011，21(4)(1)无风时，对流放热系数为：与对流放热系数之和。(1)有风(强制对流)时，对流换热计算公丽【1厂J()”(3)式与式(4)、式(5)、式(6)一致。(2)有风时，对流放热系数为：(2)无风(自然对流)时，水平圆管的对流∞w。s(4)换热计算式为：c~y=4．24DO．15w。>。．8(5)肌={0．60+Ra<1012(16)1．2《传热学

7、》中经典实验关联式对竖直圆管和竖直放置的平板，对流换热计外表面换热系数为表面材料的辐射放热系数算式为：与对流放热系数之和。Nun~-{0．825+(1)有风(强制对流)时，流体横掠圆管(单管)对流放热实验关联式为：式(13)在整个Ra范围内均可使用，但为了Nuz=CRePr(6)计算结果更准确，在层流范围可用下式计算：该式对空气的实验温度验证范围为15．5—№={0．68+)Ra(1898022，并可根据对空气的实验结果而推广到液体。水平平板自然对流换热系数计算式与式(10)流体外掠平板时的对流放热实验关联式为：和(11)一致。Nu：=0．037(Re一871

8、)Pr5×10