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小管徑蒸汽流量計管損卻大
點擊次數:1397 更新時間:2014-04-21

提問
  蒸汽以減溫減壓站被用管道輸送給用戶,其中一根DN500的管道輸送2km,蒸汽仍為過熱狀態,而另一根DN100的管道,同樣輸送2km,管內卻排出很多凝結水。

從始端流量計示值計算管內流速,粗細兩根管內的流速是近似相等的。
分析問題
  蒸汽從減溫減壓站剛流出的時候,一般為過熱狀態,在管道內被輸送2km后,過熱度降低,甚至部分被冷凝變成凝結水,是因為管道表面的自然散熱。
  熱量從管道內經管壁和保溫層向大氣散發,在保溫條件相同的條件下,損失的熱量同散熱面表面積成正比(為了簡化討論,先忽略管內外溫差對散熱量的影響)

。
  因為
                                                A=πDL
式中A—管道散熱面積,m2;
    D—管道外徑,m;
    L—管道長度,m。
  即管道表面積與管道直徑成正比。所以DN500管的表面積是DN100管表面積的5倍。也即從DN500管損失的熱量是DN100管的5倍。
    然而,這些被損失的熱量是由管內的蒸汽提供,在管內蒸汽密度相同的情況下(為了簡化討論,先假定大小管內的蒸汽密度是相同的,而且假定蒸汽在2km長

的管道內,密度也不改變),蒸汽的質量(Mass)與蒸汽的容積成正比,由于管內蒸汽容積可用式(2.31)計算:

式中V—容積,m3
    D—管道直徑,m;
    L—管道長度,m,
    即管道容積與管道直徑平方成正比,所以DN500管的容積是DN100管容積的25倍。
    比較上面兩組數據就可發現,單位質量的蒸汽所負擔的熱量損失,DN500管道是DN100管的1/5,
    將式(2.30)除以式(2.31)可得到單位質量熱損關系式:

式中Rh—單位質量蒸汽熱損,m-1 ;
    D—管道直徑,m,
    即隨著D的增大,單位質量熱損減小。
    上面所作的兩個假定會帶來些許誤差,而且忽略了管壁的厚度,也會對計算結果有輕微影響,但不會有大的影響。

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