罐体3/4高度做电伴热,热损/散热量怎么计算
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罐体3/4高度做电伴热,热损失/散热量可以通过以下步骤进行计算。
1.计算罐体表面积(s)
对于圆柱形罐体,其表面积可由公式s=2πR2+πDh计算得出,其中R是罐体半径,D是罐体直径,h是罐体高度。由于只对罐体3/4高度进行电伴热,因此实际考虑的表面积是罐体顶部圆面积加上圆柱体侧面积的3/4,即s=πR2+3/4×πDh。
2.计算单位散热量(q)
(1)查表法
计算方法详见科阳网站-技术支持《罐体散热量计算和电伴热计算》。
(2)公式法
单位散热量公式q=1.3×△T×k/δ(1.3为传热系数;△T为介质维持温度-zui低环境温度,即温差;k为保温材料的导热系数(W/m•℃);δ为保温层厚度),它代表单位体积或单位面积的散热量,单位通常是W/m3或W/m2,具体取决于散热量的定义方式。
3.计算总散热量(Q)
将单位散热量和罐体表面积相乘,得到总散热量。公式为Q=1.3×q×s,其中Q是总散热量,1.3是安装系数,q是单位散热量,s是罐体表面积。
4.电伴热选型和数量
根据实际需求和安装条件,选择合适的电伴热带型号和长度,这通常涉及到电伴热带的功率配比和现场安装需求的匹配,综合考虑各种因素,如适用性、经济性、供电条件等,具体方法如下。
(1)根据管道维持温度及偶然性的zui高操作温度,选用zui高维持温度高于它的电伴热产品。
(2)根据供电条件、电网负荷及管道长度,确定电伴热方案和电伴热产品型号,如自限温伴热带、恒功率伴热带、铠装MI加热电缆等。
(3)根据管道单位长度的散热量或容器单位面积的散热量,确定所需电伴热产品的单位功率和长度。
(4)根据不同的适用环境来确定所需电伴热产品结构。一般情况下,可选用普通型。防爆场合建议选用防爆加强型。埋地或在有腐蚀性物质场所应选用防腐加强型。
5.案例分析
某地室外储油罐直径为6m,高度为8m,zui低环境温度为-40℃,维持温度为20℃,风速可达15m/s,保温材料为厚度8cm的玻璃纤维棉,罐体3/4高度做电伴热和整体保温,请计算散热量和电伴热数量。
(1)计算罐体表面积(s)
对于圆柱形罐体,其表面积可以由公式s=2πR2+πDh计算得出,其中R是罐体半径,D是罐体直径,h是罐体高度。由于只对罐体3/4(即8×3/4=6m)高度做电伴热,因此实际考虑的表面积是罐体顶部圆面积加上圆柱体侧面积的3/4,即s=πR2+3/4×πDh=3.14×(6/2)2+3/4×3.14×6×8=141.3m2。
(2)计算单位散热量(q)
温差△T=20-(-40)=60℃,玻璃纤维棉导热系数k=0.036W/m•℃,保温材料厚度δ=0.08m,所以单位散热量q=1.3×△T×k/δ=1.3×60×0.036/0.08=35.1W/m2。
(3)计算总散热量(Q)
总散热量Q=1.3×q×s=1.3×35.1×141.3=6447.52W。
(4)电伴热选型和数量
以上计算得出,该储油罐总散热量为6447.52W,需使用电伴热带的总功率大于该储油罐计算得出的散热量。通过电伴热的功率配比(根据现场安装需求确定电伴热型号),计算后选用20W/m220V的并联恒功率电伴热带(HBL2-J3-20)350米。即电伴热带总功率=350×20=7000W>6447.52W,能够满足设计要求。
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