方管保温温降计算分析

建立包含物性参数变化和内外表面对流及辐射综合传热的三维方管保温传热模型,采用有限差分法并Vb、Matlab和Excel混合编程求解,研究了方管尺寸、蒸汽温度和流速对温降的影响。计算分析表明：其他条件一定,增大方管内边长,有利提高蒸汽出口端温度,增幅逐减非线性;其他条件一定,蒸汽出口端温度随入口端温度的增大而增大,且接近线性变化;其他条件一定,蒸汽出口端温度随蒸汽流速的增大而增大,增幅逐减非线性。     

管道保温计算数学模型研究

采用有限差分法和焓降法相结合的方法数值模拟三维方管保温温度场,研究提高保温计算精度的途径和方法。研究结果表明：管内空气出口温度测试结果与考虑保温层热导率随温度变化及管内壁传热热阻时的数值模拟结果误差〈2．1％;保温材料热导率随温度变化和管内壁传热热阻对短管管内介质出口温度的影响可以忽略;管长〉2．35km时管内介质出口温度计算要考虑保温层热导率随温度变化;忽略保温层热导率随温度变化的管外壁散热损失误差〉11％,表明管外壁散热损失和长管管内介质出口温度计算必须考虑保温层热导率随温度变化,但可忽略管内壁综合表面传热热阻。     

方管保温优化设计研究

采取有限差分法和焓降法混合编程求解方管保温三维温度场,研究了方管保温复合传热机理,建立了优化设计模型,分析了最佳内、外层经济保温层厚度。研究表明:数值模拟与实测结果两者吻合良好;通过对双层保温的总费用分析,保温材料价格及性能、管内介质流速和热价是最佳内外经济保温层厚度的三大主要影响因素;在满足各约束条件下,内外保温层材料搭配应考虑适度控制高价位的保温层厚度,增厚低价位的保温层厚度,达到既可节能又减少投资和运行成本。此成果有助设计人员合理地选择保温材料并确定其最佳经济厚度,提高设计效率和设计质量,并已应用于某炉窑公司保温工程,得到了充分验证和取得良好的经济效益。