发布时间:2014-06-11 浏览:1251次 字号:大 中 小
提问
蒸汽以减温减压站被用管道输送给用户,其中一根DN500的管道输送2km,蒸汽仍为过热状态,而另一根DN100的管道,同样输送2km,管内却排出很多凝结水。
从始端流量计示值计算管内流速,粗细两根管内的流速是近似相等的。
分析问题
蒸汽从减温减压站刚流出的时候,一般为过热状态,在管道内被输送2km后,过热度降低,甚至部分被冷凝变成凝结水,是因为管道表面的自然散热。
热量从管道内经管壁和保温层向大气散发,在保温条件相同的条件下,损失的热量同散热面表面积成正比(为了简化讨论,先忽略管内外温差对散热量的影响)
。
因为
A=πDL
式中A—管道散热面积,m2;
D—管道外径,m;
L—管道长度,m。
即管道表面积与管道直径成正比。所以DN500管的表面积是DN100管表面积的5倍。也即从DN500管损失的热量是DN100管的5倍。
然而,这些被损失的热量是由管内的蒸汽提供,在管内蒸汽密度相同的情况下(为了简化讨论,先假定大小管内的蒸汽密度是相同的,而且假定蒸汽在2km长
的管道内,密度也不改变),蒸汽的质量(Mass)与蒸汽的容积成正比,由于管内蒸汽容积可用式(2.31)计算:
式中V—容积,m3
D—管道直径,m;
L—管道长度,m,
即管道容积与管道直径平方成正比,所以DN500管的容积是DN100管容积的25倍。
比较上面两组数据就可发现,单位质量的蒸汽所负担的热量损失,DN500管道是DN100管的1/5,
将式(2.30)除以式(2.31)可得到单位质量热损关系式:
式中Rh—单位质量蒸汽热损,m-1 ;
D—管道直径,m,
即随着D的增大,单位质量热损减小。
上面所作的两个假定会带来些许误差,而且忽略了管壁的厚度,也会对计算结果有轻微影响,但不会有大的影响。
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