1 管道总传热系数 管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。 在热油管道稳态 运行方案的工艺计算中,温降和压降的计算至关重要,而管道总传热系数是影响 温降计算的关键因素,同时它也通过温降影响压降的计算结果。 1.1 利用管道周围埋设介质热物性计算 K 值 管道总传热系数 K 指油流与周围介质温差为 1℃时, 单位时间内通过管道单 位传热表面所传递的热量,它表示油流至周围介质散热的强弱。当考虑结蜡层的 热阻对管道散热的影响时,根据热量平衡方程可得如下计算表达式: ? D ? ln ? i +1 ? ? ? ? 1 Di ? D ? 1 1 KDe = ? + +∑ ? + ln n ? 2λi 2λL DL ? ? α1 Dn α 2 Dw ? ? ? ? 式中: K ——总传热系数,W/(m2·℃); De ——计算直径,m; (对于保温管路取保温层内外径的平均值,对于无 ?1 (1-1) 保温埋地管路可取沥青层外径); Dn ——管道内直径,m; Dw ——管道最外层直径,m; α1 ——油流与管内壁放热系数,W/(m2·℃); α 2 ——管外壁与周围介质的放热系数,W/(m2·℃); λi ——第 i 层相应的导热系数,W/(m·℃); Di , Di +1 ——管道第 i 层的内外直径,m,其中 i = 1, 2,3...n ; DL ——结蜡后的管内径,m。 为计算总传热系数 K , 需分别计算内部放热系数 α 1 、 自管壁至管道最外径的 导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数 α 2 。 (1)内部放热系数 α 1 的确定 放热强度决定于原油的物理性质及流动状态,可用 α 1 与放热准数 N u 、自然 对流准数 Gr 和流体物理性质准数 Pr 间的数学关系式来表示[47]。 在层流状态(Re<2000) ,当 Gr ? Pr < 500 时: α 1d = 3.65 λ 在层流状态(Re<2000) ,当 Gr ? Pr > 500 时: Nu y = (1-2) ? Pry ? αd Nu y = 1 = 0.15 Re 0.33 ? Pry0.43 ? Gry0.1 ? ? y λ ? Prb ? 0.25 (1-3) 在激烈的紊流状态(Re>104) ,Pr<2500 时: α 1 = 0.021 Re ? Pr d 0.8 y λ 0.44 y ? Pry ? ?? ? ? Prb ? 0.25 (1-4) 在过渡区(2000