В основу расчёта тепловых потерь трубопроводной линии положена следующая формула:
Q = А * к * At
Q = тепловые потери в Вт/м
А = площадь поверхности трубопровода в м2/м
к = коэффициент теплопередачи в Вт/м2К
At = разность температур между продуктом и окружающим воздухом в Кельвин
Коэффициент теплопередачи (к) (в формуле) зависит от коэффициента теплопроводности от продукта к стенке трубопровода (a1), теплопроводности стенки трубопровода и изоляции и Х2), а также от коэффициента теплопроводности от кожуха изоляции к окружающему воздуху (а2), смотри изображение ниже.
Изобр.: Факторы, влияющие на теплопередачу.
Пример расчёта коэффициента теплопередачи k:
В нефтепроводе DN 250 должна поддерживаться температура (Н) 50 °С при температуре окружающего воздуха (t2) -15 °С (разность температур составляет 65 Кельвин).
Наружный диаметр трубопровода DN 250 = 270 мм
Толщина стенки DN 250 d1 = 10 мм
Теплопроводность стенки трубопровода Л1 = 60 Вт/м К
Толщина изоляции d2= 100 мм
Теплопроводность изоляции л2 = 0,06 Вт/м К
Коэффициент теплопроводности от среды к стенке трубопровода а1 = 500 Вт/м2К
Коэффициент теплопроводности от кожуха изоляции к воздуху а2= 10 Вт/м2К
Расчёт:
Диаметр трубопровода с изоляцией: D = 270 + 2 х 100 = 470 мм
Площадь внешней поверхности на метр длины: = р х 0,470 = 1,48 м2
В соответствии с формулой:
K = 1/1/a1 + 1/a2 + d1/л1 + d2/л2
коэффициент теплопередачи равен:
k = 1/1/500 + 1/10 + 10*10-3 / 60 + 100*10-3 /0,06 = 0,567 В т/м2 К
Потери тепловой энергии в трубопроводе составляют: 1,48 * 0,567 * 65 = 54,6 Вт/м.
Чтобы поддерживать температуру нефтепровода 50 °С при температуре наружного воздуха -15 °С система обогрева должна компенсировать потери тепловой энергии в размере 54,6 Вт на каждый метр длины.
Источник: "Рекомендации по применению оборудования ARI. Практическое руководство по пару и конденсату. Требования и условия безопасной эксплуатации. Изд. ARI-Armaturen GmbH & Co. KG 2010"
Можно написать инженерам на info@nomitech.ru, и получить помощь в выборе арматуры.