Cálculo da queda de temperatura em tubulações e tanques de armazenamento
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Cálculo I. Há muito tempo, estamos calculando as perdas de calor nas tubulações isoladas. As normas de isolamento também não levam em consideração a queda de temperatura nas tubulações que não são isoladas. Embora tubulações sem isolamento sejam raras no setor industrial, elas existem na vida cotidiana. Por exemplo, no meu caso, o aquecedor a gás está localizado na cozinha, e a distância entre a cozinha e o banheiro não passa de 10 metros. Portanto, as tubulações provavelmente não são muito longas. No entanto, a água quente que sai da torneira da cozinha está muito quente, com temperatura entre 60 e 70°C. Já a água quente da torneira do banheiro não é tão quente, com temperatura estimada em torno de 40°C. Com essa grande diferença de temperatura, é possível calcular isso usando fórmulas? Vamos supor que as tubulações estejam expostas ao ar. Algumas questões a serem resolvidas: a. Materiais comuns para tubulações: acondicionamento em aço carbono e PVC. A condutividade térmica do aço pode ser encontrada em manuais, mas não existem dados confiáveis sobre a condutividade térmica e o valor de escuridão dos tubos de PVC. b. Como calcular os coeficientes de transferência de calor para tubos de aço, tubos de PVC e ar? Atualmente, os coeficientes de transferência de calor estabelecidos nas normas de isolamento térmico são baseados em fórmulas para estruturas com material isolante e camada protetora na superfície. Não está claro se esses valores podem ser aplicados a tubulações expostas ao ar. Alguém me informou que a condutividade térmica do PVC é de 0,23, mas ainda não foi possível encontrar o valor de absorção de luz do material PVC, o que impede um cálculo preciso do coeficiente de transferência de calor. Portanto, espero que os especialistas possam me dar algumas sugestões. Cálculo II. Os tanques de armazenamento são equipamentos bastante comuns no setor industrial. O resfriamento dos tanques é feito por meio da estrutura formada pelo teto abobadado, pelo corpo cilíndrico e pela base. Para a estrutura do teto abobadado, não existe uma fórmula específica para calcular o coeficiente de transferência de calor. Será que se pode usar a fórmula correspondente aos painéis planos? Não se consegue encontrar normas ou métodos precisos para calcular a dissipação de calor no fundo do tanque. Alguns tanques têm requisitos quanto à queda de temperatura; por exemplo, a queda de temperatura em 24 horas não pode exceder 2°C. É urgente realizar os cálculos relacionados a esses dois aspectos. Gostaria de saber como vocês resolvem esse tipo de problema.
Eu também gostaria muito de saber, por favor: D:D:D:D
Para o cálculo de um, pode-se consultar a norma HG/T20570.11-95； Para calcular o valor dois, pode-se consultar o primeiro volume do “Manual Técnico de Projeto para Coleta e Transporte de Petróleo e Gás em Campos Petrolíferos”, no capítulo 4, que trata da isolação térmica dos tanques de armazenamento de petróleo. Na verdade, o cálculo da transferência de calor consiste em determinar o coeficiente de transferência de calor. E o coeficiente de transferência de calor é obtido considerando cinco tipos de resistências térmicas: a resistência térmica do meio quente, a resistência térmica do meio frio, a resistência térmica causada pela sujeira na superfície do meio quente, a resistência térmica causada pela sujeira na superfície do meio frio, e a resistência térmica do próprio meio de transferência de calor. Não deve ser difícil analisar cada um desses fatores separadamente.
Sim, o método de cálculo do coeficiente de transferência de calor é fundamental
Pergunta 1: Cálculo simples, de acordo com SH/T3010_2013
A espessura de isolamento é 0; os outros parâmetros não estão disponíveis. Por exemplo, qual é a condutividade térmica e o valor de absorção de luz do material PVC?
Por favor, consulte as fórmulas em SH/T3010_2013. A perda de calor está relacionada ao coeficiente de troca de calor da superfície, à temperatura do meio e à temperatura ambiente. Trata-se de tubulações metálicas; é um cálculo simples, não há necessidade de complicá-lo demais
E se for um tubo de PVC? O material do PVC é definitivamente diferente do aço
Eu analisei seguindo os métodos ou normas indicados por todos acima, e resumo da seguinte forma: 1. Não há cálculo da queda de temperatura nas tubulações sem isolamento; nenhuma das normas de isolamento menciona isso； Porque a maioria das áreas industriais requer isolamento térmico; não se leva em consideração a queda de temperatura quando não há isolamento ； 2. Queda de temperatura no tanque de óleo: fiz uma estimativa aproximada. Sem medidas de aquecimento, a queda de temperatura é bastante significativa. Consultei o “Manual Técnico de Projeto para Coleta e Transporte de Petróleo e Gás em Campos de Petróleo”; geralmente, esses tanques são equipados com sistemas de aquecimento ； Confiar apenas na estrutura de isolamento já é insuficiente para atender às exigências de redução da temperatura.
"A queda de temperatura nos tanques de óleo: fiz uma estimativa aproximada por conta própria. Sem medidas de aquecimento, a queda de temperatura é muito grande; contar apenas com estruturas isolantes já é insuficiente para atender às exigências relacionadas à temperatura. Essa afirmação é muito unilateral. Em projetos de engenharia, se não for exigida uma perda térmica muito pequena (uma queda de temperatura mínima), basta utilizar isolamento térmico. A espessura do isolante deve ser determinada de acordo com a norma SH/T3010_2013
O cálculo das perdas térmicas dos tubos de luz também é necessário em projetos técnicos. Por exemplo, após um tubo de luz ser transportado por longas distâncias, sua temperatura diminui quando a temperatura do ambiente é baixa. Para manter a temperatura constante, é preciso instalar aquecedores. Ao projetar esses aquecedores, é necessário calcular as perdas de calor do tubo de luz
Há no andar de cima algum método de cálculo para a queda de temperatura devido à falta de isolamento desse tubo de luz?
O cálculo da dissipação de calor nos tubos de luz pertence ao processo de transferência de calor por radiação e convecção. Para isso, pode-se se referir aos cálculos relacionados a “transferência de calor por radiação e convecção” descritos no livro “Princípios de Química Industrial, Volume 1”. O ponto chave nos cálculos é determinar o coeficiente de transferência de calor combinado, que é a soma do coeficiente de transferência de calor por radiação e do coeficiente de transferência de calor por convecção. O coeficiente de transferência de calor por radiação depende do coeficiente de radiação, da temperatura da superfície externa e da temperatura do ambiente. As fórmulas relevantes podem ser encontradas nos livros especializados. A dificuldade está no cálculo do coeficiente de transferência de calor por convecção. Existem fórmulas para isso nos “Princípios de Química Industrial”, tanto para casos de convecção natural quanto forçada; no entanto, esses cálculos são bastante complexos. O coeficiente de transferência de calor por radiação e convecção também pode ser determinado com base nas fórmulas de cálculo do coeficiente de perda de calor pela superfície, apresentadas no “Manual de Projeto e Instalação de Tubulações em Instalações Petroquímicas – Parte 1: Projeto e Cálculos”. Vale ressaltar que essas fórmulas se referem ao coeficiente de perda de calor pela superfície externa da estrutura isolante. Esse valor é a soma do coeficiente de perda de calor por radiação e do coeficiente de perda de calor por convecção. O coeficiente de perda de calor por convecção leva em consideração situações em que há vento do lado de fora e sem vento do lado de dentro, bem como situações em que o ambiente está fechado. Acredito que o coeficiente de perda de calor pela superfície externa dos tubos pode ser calculado utilizando essas fórmulas do manual.
Existem métodos para calcular o coeficiente de transferência de calor em todas as normas. O problema é que os parâmetros do material PVC (condutividade térmica e valor de escuridão) são difíceis de determinar. Além disso, não parece haver fórmulas fornecidas pelas normas para calcular a queda de temperatura. Eu mesmo fiz os cálculos com base nos parâmetros dos tubos de aço; a queda de temperatura foi muito pequena – menos de 1°C em 100 metros. Acho que algo está errado