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硅酸鋁纖維卷氈是采用熔融噴吹法生產(chǎn)的。其纖維較一般的熔融噴吹法生產(chǎn)纖維長(zhǎng),纖維在制品內(nèi)部會(huì)交織成更多密閉的小“氣室",即氣孔,因而其導(dǎo)熱系數(shù)較一般的熔融噴吹纖維制品低,保溫效果更好。管殼制品內(nèi)的纖維排列方式與卷氈相比有很大的不同,卷氈內(nèi)纖維排列方式近似于層鋪式,而管殼內(nèi)纖維排列方式介于層鋪與疊砌式之間,其導(dǎo)熱系數(shù)較卷氈大,保溫效果較卷氈略差。下面通過計(jì)算過程來說明這一點(diǎn)。
一般蒸汽管道溫度在500℃左右,在此取500℃,環(huán)境年平均溫度取20℃,保溫外壁溫度取40℃,年平均風(fēng)速取2m/s。
管道以630管道為例。
假定保溫厚度為100㎜
保溫層平均溫度為270℃,則卷氈的導(dǎo)熱系數(shù)λm=0.086w/mk
管殼的導(dǎo)熱系數(shù)λm=0.1065 w/mk
(卷氈的容重為100㎏/m3,管殼的容重為128㎏/m3)
定性溫度為30℃,則空氣常數(shù)λ=0.0267 w/mk μ=18.6*10-6
V=16*10-6 Pr=0.701
通過計(jì)算得Gr=1.44*109
Gr* Pr=1.014*109 由此查表得c=0.13 n=1/3
計(jì)算得Num=130.597
則自由對(duì)流換熱系數(shù)αw=4.201w/m2℃
通過計(jì)算得雷諾數(shù)Re=103750 由Re查表得A=0.0239 n=0.805
由此計(jì)算得Nu=259.277
則強(qiáng)制對(duì)流換熱系數(shù)αcw=8.34 w/m2℃
散熱損失q= εC0+αw(40-20)
+αcw(40-20)
=370.8 w/m2
由導(dǎo)熱方程計(jì)算得卷氈的保溫厚度δ=94.5㎜<100㎜
管殼的保溫厚度δ=113.4㎜>100㎜
由此結(jié)果說明在相同的介質(zhì)溫度,環(huán)境溫度,外壁溫度等因素的情況下,卷氈的保溫厚度小于管殼的保溫厚度,更能節(jié)省材料;在相同的保溫厚度的情況下卷氈的外壁溫度低于管殼外壁溫度,散熱損失低,保溫效果更明顯;從容重方面考慮,卷氈利用較少的材料達(dá)到了管殼的效果,這說明窯爐,管網(wǎng)更趨輕型化。