罐体的能量消耗

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1、第2章蒸汽工程和传热罐体的能量损耗章节2.9蒸汽和冷凝水系统手册2.9.193第2章蒸汽工程和传热罐体的能量损耗章节2.9罐体的能量损耗在很多制程工业中，液体在罐体内加热在整个制程中是一个很重要的环节，例如牛奶、金属处理和纺织工业中都有大量的这种应用。水需要被加热为热水然后使用，或者，液体由于其自身工艺的要求被加热到一定温度而不论是否发生了化学反应。这些制程有：锅炉给水箱、清洗水箱、蒸发器、沸腾锅、铜煮锅、加热器和再沸器等。罐体被用在加热制程中主要可以分为两种：全封闭罐体，如那些用来储存燃料油的罐，热负荷的计算非常简单。顶部开口罐体，这些罐体的热负荷计算需要综合考

2、虑其内的物品和材料，并计算蒸发损失。开式和闭式罐广泛应用于各种制程中：锅炉给水箱-锅炉给水箱是蒸汽发生系统的关键部分，它是一个储存回收的冷凝水和经过处理的补给水的容器，然后供给锅炉。这些水需要加热的其中一个原因是为了减少进入锅炉的水中含有的氧，理论上在100℃时含氧量为0ppm。锅炉给水箱的工作温度一般在80℃到90℃之间。热水箱-很多工业制程中需要用到热水，这些加热方式一般比较简单，采用开式或闭式的用蒸汽作为加热介质的水箱。这些水箱的工作温度随制程应用而不同一般介于40℃到85℃之间。脱油脂箱-脱油脂是在产品经过机械加工之后但在最终装配之前进行的，从金属表面去掉

3、沉积的油脂或冷却油的工艺。在脱油脂箱中，材料被浸没在被盘管加热到90℃到95℃的溶液中。金属处理箱-金属处理箱有些时候被称为桶，应用于很多不同的制程中：-去除杂质或锈；-在表面镀金属涂层；这些处理温度范围一般为7℃到85℃。储油罐-储油罐是用来储存那些在常温下无法被泵输送的油，比如锅炉用的重油。在常温下，重油很粘稠，必须加热到30℃-40℃以降低它的粘度，从而可以用泵输送。这就意味着所有的重油储油罐必须被加热以方便泵送。制程工业中的加热容器-加热容器被应用在大量制程工业中，见表2.9.1。表2.9.1使用加热容器的制程工业工业制程典型温度(℃)制糖原汁加热80~8

4、5乳制品产生热水80电镀金属沉淀70~85金属/钢铁除锈/除垢90~95制药清洗水箱70橡胶加热腐蚀性油140在有些应用中，制程流体已经达到它的工作温度，这里所需要补充的热量就是从罐的固体表面和液体表面的散热损失。本节主要讲述如何计算罐体的能量需求，接下去的两节(2.10和2.11)将介绍怎样提供这些能量。当计算制程流体的罐体需要的热量时，需要的总热量包含部分或全部下列热量：1.把制程流体加热到工作温度需要的热量。2.把容器材料加热到工作温度需要的热量。3.从容器表面散失到大气环境的热损失。4.从液体表面散失到大气环境的热损失。5.其它冷的物体浸入制程流体时吸收的

5、热量。但是，在很多应用中仅有某几项比较突出，例如，在一个完全密闭的保温良好的散装油储存罐中，需要的总热量主要是提高流体温度所需要的热量。第1、第2项-用来加热流体和罐体温度的热量和第5项-被冷的物体吸收的热量，可以用公式2.6.1来计算。通常，这些数据很容易得到，因此这些热量计算相对比较简单且精确。2.9.2蒸汽和冷凝水系统手册94第2章蒸汽工程和传热罐体的能量损耗章节2.9mcp∆TQ=公式2.6.1t第3和第4项,罐体和液体表面的散热损失可以用公式2.5.3来计算。但是，散热损失计算要复杂的多，通常使用的是经验数据，或者那些可以信赖的图表，这就说明，散热损失的

6、计算精度要差一些。Q=UA∆T公式2.5.3罐体表面的散热损失热量仅在表面与环境之间存在温差的时候才会发生热传递。图2.9.1给出的是裸露的钢制平板表面向环境空气散热时的典型的总传热系数。如果罐体的底部没有暴露在空气中，而是放置在地上，通常，这部分的散热损失可以被忽略。对25mm的隔热层，换热系数U需要乘以系数0.2对50mm的隔热层，换热系数U需要乘以系数0.1图2.9.1中给出的是静止的空气条件下的总的传热系数。25顶部20侧面15W/m²°C底部105传热系数(W/(m2·℃))0105090130170温度差℃温差(℃)图2.9.1典型的钢制平板的总的传热

7、系数表2.9.2给出的是当空气流速需要考虑的时候的系数。但是，如果表面绝热良好的话，即使在空旷的条件下，空气流速对散热损失的影响也不会超过10%表2.9.2空气流动对热传递的影响流速(m/s)01246810121416流速(km/h)03.67.214.421.628.83643.250.457.6系数X11.41.72.43.03.64.14.54.95.2流速小于1m/s可以认为是受保护的条件，5m/s可以认为是微风（相当于蒲福风级风力3级），10m/s为劲风（相当于5级风），16m/s就是强风（相当于7级风）。对散装储油罐来说，总的换热系数可以用表2.9.

8、3中的数据