保溫層厚度的計算與校核

1 已知條件

保溫棉內側對流換熱系數h₁=70w/(m²·k)，溫度分別為0℃、-60℃、-138℃。鋁片的厚度5mm，傳熱系數₁=236w/(m²·k)。保溫棉的傳熱系數₂=0.022 w/(m²·k)。保溫棉外側的空氣溫度為35℃，其表面溫度查空氣焓濕圖，取35℃、65%相對濕度情況下的露點溫度。保溫棉外側的對流換熱系數h₂=8 w/(m²·k)。

2 保溫棉厚度計算

2.1 露點溫度

空氣溫度T_a=35℃，相對濕度為65%時，查空氣焓濕圖得到露點溫度T_d=27.57℃。

2.2最大允許冷損失量的計算

根據《工業設備及管道絕熱工程設計規范（GB50264-97）》，最大允許冷損失量應按以下公式進行計算：

當T_a-T_d4.5時： [Q]=-(T_a-T_d)_s;

當T_a-T_d >4.5時： [Q]=-4.5_s

其中_s絕熱層外表面向周圍環境的放熱系數。

T_a-T_d=（35-27.57）℃=7.43℃，故最大允許冷損失量

[Q]=-4.5_s=-4.5×8=-36w。

2.3 保溫棉厚度的計算

    由傳熱公式知：

[Q]= (T_i-T_a)/ (     其中為保溫層的厚度。

    由此得到1 保溫層內側溫度為0℃時

保溫層厚度=0.018m

2 保溫層內側溫度為-60℃時

保溫層厚度=0.054m

3 保溫層內側溫度為-138℃時

保溫層厚度=0.103m

3 保溫層厚度的校核

  設保溫層外側表面的溫度為T_f

1 保溫層內側溫度為0℃時

取保溫層厚度傳熱量[Q] = (T_i-T_a)/ (= (0-35)/ (=-27.44w

T_f=  故符合要求。

2 保溫層內側溫度為-60℃時

取保溫層厚度傳熱量[Q] = (T_i-T_a)/ (= (-60-35)/ (=-30.71w

T_f=  故符合要求。

3 保溫層內側溫度為-138℃時

取保溫層厚度傳熱量[Q] = (T_i-T_a)/ = (-138-35)/ =-29.72w

T_f=  故符合要求。