第四章_油品加热与热力管道计算.ppt

第四章　油品加热与热力管道计算 §4-1 　油品加热与保温的目的及方法 §4-2 　油品加热温度的确定 §4-3 　油罐管式加热器的设计 §4-4 　铁路油罐车的加热计算 §4-5 　蒸汽管路的计算 §4-6　油罐及管路的保温 §4-1 　油品加热和保温的目的及方法 油品加热的目的：降粘。 油罐及管线保温的目的： 经济目的：减小热损失，降低能耗。 生产目的：方便操作，减少事故发生。 加热方法 油罐（车）加热方法 　　 蒸汽直接加热法　　 蒸汽间接加热法　　 热水垫层加热法　　 热油循环加热法 　　 电加热法 油管线加热方法 蒸汽伴随加热法（内伴随、外伴随） 　　 电加热法（直接加热、间接加热、感应加热） §4-2　油品加热温度的确定 加热起始温度tys （即冷却过程的终了温度） 加热终了温度tyz （即冷却过程的起始温度） 加热终了温度的确定 根据下列因素确定加热终了温度： 油品性质 作业性质 地区及气温 节约能源 安全因素 假设条件： 在冷却过程中，油温处处均匀一致； 在整个冷却过程中，油品中无蜡析出； 在整个冷却过程中，油罐的总传热系数为常数； 在整个冷却过程中，油品的比热容为常数。 加热起始温度 根据能量平衡可推导出加热起始温度： 油品冷却放出的热量 =油罐向周围介质的散热量 dQ1=-Gcdt dQ2=K∑Fi(t-tj)dτ §4-3　油罐管式加热器的设计 一、油罐管式加热器的种类 按布置形式分 　　 全面加热器 　　 局部加热器 按结构形式分 　　 分段式加热器 　　 蛇管式加热器 例题 4—2 在 10000m3的地上拱顶油罐中储存 20 号农用柴油．已知油罐的平均直径 D’为31.2m，罐壁高 14.07m ，拱顶曲率半径为 37.27m ．拱顶高为 3.434m 。油罐表面涂灰色，它的黑度ε为0.96。罐内装油高度达罐壁高的 85 % （即装油高为 11.94m ）。根据对所储油品的测定，已知，粘度指数u=0266 ，相对密度 =0.913 。油罐所在地最冷月大气月平均温度为-2℃，平均风速为 2 .5m /s 。农柴冬季在罐中长期储存后沿罐壁和油面成很厚的凝油层，但内部并未凝结，已知罐内平均油温为 4℃，并已知凝结的石蜡占油品总重的 6 ％。要求在 72h 内将全罐油品升温至 2℃，以便向外发放。若进入加热器的蒸汽为表压0.408MPa 的干饱和蒸汽，试计算油罐应装设的加热器面积。 （2）求罐壁传热系数 Kbi 先假设罐壁平均温度tbi为 10℃ 则，准则方程的定性温度为 计算在定性温度下的油品参数： 已知最冷月平均温度为-2℃．从表 4-12 可查得（插值）相应的空气的导热系数λqi=2 . 419×10 2W / m ·℃ ，粘度νqi=13. 11 ×10 -6m2 / s 。又已知风速 v = 2 .5m / s ，油罐直径 D’ = 31.2m ，可求得 式中： 　　F：加热器加热面积，m2； 　　Q：单位时间内加热器向油品提供的热量，W； 　　K0：蒸汽通过加热器对油品的总传热系数，； 　　t1：蒸汽在加热器进口处的温度，℃； 　　t2：蒸汽在加热器出口处的温度，℃； 　　ty：加热过程中罐内油品的平均温度，℃。 二、全面加热器的加热面积的计算 　　加热器入口是饱和蒸汽，出口是饱和水，又忽略加热管中的压降，则有：t2= t1 　　加热器进口为饱和蒸汽，出口为过冷水，则加热器的加热面积为： 式中：φ为过冷系数 关于t1和t2 时， 时， 1、罐内油品平均温度ty 2、 K0的计算 其中　为油罐的装满系数 K 的计算 （1）求油品的平均温度 11.5℃ （式中油品相对密度的平均温度修正系数a=0.00062） （油罐装油高度） 根据上述参数计算准则 Gr 和 Pr 从表4-7查得 根据式（ 4 -29 ）计算α1bi 从表 4－13 可查得 C= 0 . 023 , n= 0.8 根据式（ 4-30 ）计算α2bi 已知黑度：ε=96 ，黑体辐射系数 C =5 . 67w / m2·K 4．tbi=10℃, tqi=12℃,可根据式（ 4 -31 ）求α3bi 由于钢罐壁厚δbi很小，而它的导热系数λbi又较大，因此δbi /λbi在实际计算中可忽略。按式（ 4 -28 ）计算罐壁传热系数Kbi 。 用式（ 4—33 ）检验原假设的罐壁平均温度tbi是否正确。 显然原假设的罐壁温度tbi=