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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(tài),而另一根DN100的管道,同樣輸送2km,管內(nèi)卻排出很多凝結(jié)水。
從始端流量計示值計算管內(nèi)流速,粗細(xì)兩根管內(nèi)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(tài),在管道內(nèi)被輸送2km后,過熱度降低,甚至部分被冷凝變成凝結(jié)水,是因為管道表面的自然散熱。
熱量從管道內(nèi)經(jīng)管壁和保溫層向大氣散發(fā),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(nèi)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(nèi)的蒸汽提供,在管內(nèi)蒸汽密度相同的情況下(為了簡化討論,先假定大小管內(nèi)的蒸汽密度是相同的,而且假定蒸汽在2km長
的管道內(nèi),密度也不改變),蒸汽的質(zhì)量(Mass)與蒸汽的容積成正比,由于管內(nèi)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(shù)據(jù)就可發(fā)現(xiàn),單位質(zhì)量的蒸汽所負(fù)擔(dān)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(zhì)量熱損關(guān)系式:
式中Rh—單位質(zhì)量蒸汽熱損,m-1 ;
D—管道直徑,m,
即隨著D的增大,單位質(zhì)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(jié)果有輕微影響,但不會有大的影響。
鍋爐蒸汽流量計 過熱蒸汽流量計 飽和蒸汽流量計 旋翼式蒸汽流量計 蒸汽流量計