電伴熱帶熱設計計算表(靜態)

電伴熱帶熱設計計算,,,,,,,,,

序號,計算項目,符號表示,參數來源,計算公式,國際單位,計算結果,參數說明,規范依據,其他說明

,一、設計基礎參數,,,,,,,,

1,管道名稱,Pipe_name,設計值,工藝物料管道,-,工藝物料管道,管道名稱,工藝要求,輸送工藝物料

2,管道公稱直徑,DN,設計值,DN=80,mm,80,管道公稱直徑,GB/T8163-2018,管道規格

3,管道外徑,D_o,查表值,D_o=89,mm,89,管道外徑,GB/T8163-2018,無縫鋼管

4,管道壁厚,δ,查表值,δ=3.5,mm,3.5,管道壁厚,GB/T8163-2018,無縫鋼管

5,管道內徑,D_i,計算值,D_i=D_o-2×δ,mm,82,管道內徑,GB/T8163-2018,無縫鋼管

6,管道長度,L,設計值,L=60,m,60,管道長度,管道布置,伴熱長度

7,管道材質,Mat,選用值,20#,-,20#,管道材質,GB/T8163-2018,碳素鋼管

8,管道導熱系數,λ_pipe,查表值,λ_pipe=45,W/(m·K),45,管道導熱系數,GB/T8163-2018,鋼材導熱系數

9,工藝物料名稱,Material,選用值,工藝水,-,工藝水,工藝物料名稱,工藝要求,輸送介質

10,工藝物料溫度,T_material,設計值,T_material=60,°C,60,工藝物料溫度,工藝要求,物料溫度

11,環境溫度,T_ambient,設計值,T_ambient=-15,°C,-15,環境溫度,GB50736-2012,冬季室外溫度

12,保溫層厚度,δ_ins,設計值,δ_ins=40,mm,40,保溫層厚度,GB/T4272-2008,保溫設計

13,保溫材料導熱系數,λ_ins,查表值,λ_ins=0.04,W/(m·K),0.04,保溫材料導熱系數,GB/T4272-2008,巖棉

14,保溫層外表面溫度,T_s,設計值,T_s=40,°C,40,保溫層外表面溫度,GB/T4272-2008,允許外表面溫度

,二、熱損失計算,,,,,,,,

15,保溫層外徑,D_o_ins,計算值,D_o_ins=D_o+2×δ_ins,mm,169,保溫層外徑,GB/T4272-2008,保溫外徑

16,保溫層內表面溫度,T_i_ins,設計值,T_i_ins=T_material,°C,60,保溫層內表面溫度,傳熱學,管道外壁溫度

17,保溫層平均溫度,T_avg_ins,計算值,T_avg_ins=(T_i_ins+T_s)/2,°C,50,保溫層平均溫度,傳熱學,平均溫度

18,保溫層對數平均直徑,D_ln,計算值,D_ln=(D_o_ins-D_o)/ln(D_o_ins/D_o),mm,122.5,保溫層對數平均直徑,傳熱學,對數平均

19,保溫層熱阻,R_ins,計算值,R_ins=δ_ins/(λ_ins×D_ln/1000),m·K/W,8.16,保溫層熱阻,傳熱學,保溫熱阻

20,外表面換熱系數,h_s,設計值,h_s=25,W/(m2·K),25,外表面換熱系數,GB/T4272-2008,自然對流

21,外表面換熱熱阻,R_conv,計算值,R_conv=1/(h_s×π×D_o_ins/1000),m·K/W,0.076,外表面換熱熱阻,傳熱學,對流熱阻

22,總熱阻,R_total,計算值,R_total=R_ins+R_conv,m·K/W,8.24,總熱阻,傳熱學,總熱阻

23,單位長度熱損失,q_loss,計算值,q_loss=(T_material-T_ambient)/R_total,W/m,9.10,單位長度熱損失,傳熱學,熱損失

24,總熱損失,Q_loss,計算值,Q_loss=q_loss×L,W,546,總熱損失,傳熱學,總熱損失

,三、電伴熱帶選型計算,,,,,,,,

25,電伴熱帶類型,Tracing_type,選用值,自限溫,-,自限溫,電伴熱帶類型,GB50217-2018,自限溫伴熱帶

26,電伴熱帶額定功率,P_rated,選用值,P_rated=25,W/m,25,電伴熱帶額定功率,GB50217-2018,標準功率

27,電伴熱帶工作電壓,U,設計值,U=220,V,220,電伴熱帶工作電壓,GB50217-2018,工作電壓

28,電伴熱帶工作溫度,T_max,選用值,T_max=105,°C,105,電伴熱帶工作溫度,GB50217-2018,最高工作溫度

29,電伴熱帶啟動功率,P_start,計算值,P_start=1.5×P_rated,W/m,37.5,電伴熱帶啟動功率,GB50217-2018,啟動功率

30,電伴熱帶安裝方式,Install_type,選用值,螺旋纏繞,-,螺旋纏繞,電伴熱帶安裝方式,GB50217-2018,安裝方式

31,螺旋纏繞間距,S_spiral,設計值,S_spiral=100,mm,100,螺旋纏繞間距,GB50217-2018,纏繞間距

32,螺旋纏繞長度,L_spiral,計算值,L_spiral=L×π×D_o/S_spiral,m,166.5,螺旋纏繞長度,GB50217-2018,纏繞長度

33,電伴熱帶實際功率密度,P_actual,計算值,P_actual=P_rated×L/L_spiral,W/m,9.01,電伴熱帶實際功率密度,GB50217-2018,實際功率

34,功率密度校核,Check_P,判斷值,P_actual≥q_loss,-,滿足,功率密度校核,GB50217-2018,功率滿足

,四、電伴熱帶長度計算,,,,,,,,

35,電伴熱帶安全系數,K_safety,設計值,K_safety=1.2,-,1.2,電伴熱帶安全系數,GB50217-2018,安全系數

36,設計伴熱功率,P_design,計算值,P_design=K_safety×q_loss,W/m,10.92,設計伴熱功率,GB50217-2018,設計功率

37,設計電伴熱帶長度,L_design,計算值,L_design=L_spiral×K_safety,m,199.8,設計電伴熱帶長度,GB50217-2018,設計長度

38,實際電伴熱帶長度,L_actual,計算值,L_actual=ceil(L_design),m,200,實際電伴熱帶長度,GB50217-2018,實際長度

39,電伴熱帶數量,n_tracing,計算值,n_tracing=L_actual/100,盤,2,電伴熱帶數量,GB50217-2018,標準盤長

40,電伴熱帶總長度,L_total,計算值,L_total=n_tracing×100,m,200,電伴熱帶總長度,GB50217-2018,總長度

,五、電氣參數計算,,,,,,,,

41,電伴熱帶電阻,R_tracing,計算值,R_tracing=U2/(P_rated×1000),Ω/km,1936,電伴熱帶電阻,GB50217-2018,電阻值

42,電伴熱帶實際電阻,R_actual,計算值,R_actual=R_tracing×L_total/1000,Ω,3.87,電伴熱帶實際電阻,GB50217-2018,實際電阻

43,電伴熱帶工作電流,I_working,計算值,I_working=P_rated×L_actual/U,A,22.7,電伴熱帶工作電流,GB50217-2018,工作電流

44,電伴熱帶啟動電流,I_start,計算值,I_start=P_start×L_actual/U,A,34.1,電伴熱帶啟動電流,GB50217-2018,啟動電流

45,斷路器額定電流,I_breaker,計算值,I_breaker=1.25×I_start,A,42.6,斷路器額定電流,GB50217-2018,斷路器容量

46,實際斷路器規格,Breaker_size,選用值,50A,A,50,實際斷路器規格,GB50217-2018,斷路器規格

47,斷路器校核,Check_breaker,判斷值,I_breaker≤50,-,滿足,斷路器校核,GB50217-2018,斷路器滿足

,六、電纜選型計算,,,,,,,,

48,供電電纜類型,Cable_type,選用值,YJV,-,YJV,供電電纜類型,GB50217-2018,交聯聚乙烯電纜

49,供電電纜截面,A_cable,計算值,A_cable=I_start/5,mm2,6.8,供電電纜截面,GB50217-2018,載流量5A/mm2

50,實際電纜截面,A_actual,選用值,10,mm2,10,實際電纜截面,GB50217-2018,標準截面

51,電纜載流量,I_cable,查表值,I_cable=55,A,55,電纜載流量,GB50217-2018,YJV10mm2

52,電纜載流量校核,Check_cable,判斷值,I_cable≥I_start,-,滿足,電纜載流量校核,GB50217-2018,載流量滿足

53,電纜長度,L_cable,計算值,L_cable=2×(L+10),m,140,電纜長度,GB50217-2018,電纜長度

54,電纜電阻,R_cable,計算值,R_cable=0.0184×L_cable/A_actual,Ω,0.26,電纜電阻,GB50217-2018,銅電纜電阻

55,電纜電壓降,ΔU_cable,計算值,ΔU_cable=I_working×R_cable,V,6.0,電纜電壓降,GB50217-2018,電壓降

56,電壓降校核,Check_voltage,判斷值,ΔU_cable≤10,-,滿足,電壓降校核,GB50217-2018,電壓降≤5%

,七、溫度控制器選型,,,,,,,,

57,溫度控制器類型,Controller_type,選用值,溫控器,-,溫控器,溫度控制器類型,GB50217-2018,溫度控制

58,溫度控制器設定溫度,T_set,設計值,T_set=T_material+5,°C,65,溫度控制器設定溫度,GB50217-2018,設定溫度

59,溫度控制器精度,ΔT,選用值,ΔT=±2,°C,±2,溫度控制器精度,GB50217-2018,控制精度

60,溫度傳感器類型,Sensor_type,選用值,PT100,-,PT100,溫度傳感器類型,GB50217-2018,鉑電阻

61,溫度傳感器數量,n_sensor,設計值,n_sensor=2,個,2,溫度傳感器數量,GB50217-2018,傳感器數量

62,溫度控制器額定電流,I_controller,選用值,I_controller=63,A,63,溫度控制器額定電流,GB50217-2018,控制器容量

63,溫度控制器校核,Check_controller,判斷值,I_controller≥I_start,-,滿足,溫度控制器校核,GB50217-2018,控制器滿足

,八、熱平衡計算,,,,,,,,

64,電伴熱帶總功率,P_total,計算值,P_total=P_rated×L_actual,W,5000,電伴熱帶總功率,GB50217-2018,總功率

65,電伴熱帶熱效率,η_tracing,設計值,η_tracing=0.9,-,0.9,電伴熱帶熱效率,GB50217-2018,熱效率

66,電伴熱帶有效功率,P_effective,計算值,P_effective=P_total×η_tracing,W,4500,電伴熱帶有效功率,GB50217-2018,有效功率

67,熱平衡校核,Check_balance,判斷值,P_effective≥Q_loss,-,滿足,熱平衡校核,GB50217-2018,熱平衡滿足

68,最大熱負荷,Q_max,計算值,Q_max=Q_loss×1.5,W,819,最大熱負荷,GB50217-2018,最大負荷

69,最大熱負荷校核,Check_max,判斷值,P_effective≥Q_max,-,滿足,最大熱負荷校核,GB50217-2018,最大負荷滿足

,九、安全保護計算,,,,,,,,

70,接地電阻,R_earth,設計值,R_earth=4,Ω,4,接地電阻,GB50217-2018,接地要求

71,故障電流,I_fault,計算值,I_fault=U/R_earth,A,55,故障電流,GB50217-2018,故障電流

72,熔斷器額定電流,I_fuse,計算值,I_fuse=1.5×I_working,A,34.1,熔斷器額定電流,GB50217-2018,熔斷器容量

73,實際熔斷器規格,Fuse_size,選用值,40A,A,40,實際熔斷器規格,GB50217-2018,熔斷器規格

74,熔斷器校核,Check_fuse,判斷值,I_fuse≤40,-,滿足,熔斷器校核,GB50217-2018,熔斷器滿足

75,漏電保護器額定電流,I_leak,選用值,I_leak=30,mA,30,漏電保護器額定電流,GB50217-2018,漏電保護

76,漏電保護器校核,Check_leak,判斷值,I_leak≤30,-,滿足,漏電保護器校核,GB50217-2018,漏電保護滿足

,十、安裝布置計算,,,,,,,,

77,電伴熱帶固定間距,S_fix,設計值,S_fix=500,mm,500,電伴熱帶固定間距,GB50217-2018,固定間距

78,固定卡數量,n_fix,計算值,n_fix=L_spiral/S_fix×2,個,666,固定卡數量,GB50217-2018,固定卡數量

79,電伴熱帶附件數量,n_accessory,計算值,n_accessory=n_tracing×2,套,4,電伴熱帶附件數量,GB50217-2018,附件數量

80,接線盒數量,n_junction,計算值,n_junction=n_tracing+1,個,3,接線盒數量,GB50217-2018,接線盒數量

81,終端盒數量,n_terminal,計算值,n_terminal=n_tracing,個,2,終端盒數量,GB50217-2018,終端盒數量

82,溫度傳感器安裝位置,Sensor_pos,設計值,管道中部,-,管道中部,溫度傳感器安裝位置,GB50217-2018,傳感器位置

83,電伴熱帶最小彎曲半徑,R_min,選用值,R_min=50,mm,50,電伴熱帶最小彎曲半徑,GB50217-2018,彎曲半徑

84,彎曲半徑校核,Check_radius,判斷值,R_min≥25,-,滿足,彎曲半徑校核,GB50217-2018,彎曲半徑滿足

,十一、保溫層優化計算,,,,,,,,

85,優化保溫層厚度,δ_ins_opt,設計值,δ_ins_opt=60,mm,60,優化保溫層厚度,優化設計,增加保溫

86,優化后保溫層外徑,D_o_ins_opt,計算值,D_o_ins_opt=D_o+2×δ_ins_opt,mm,209,優化后保溫層外徑,GB/T4272-2008,保溫外徑

87,優化后保溫層對數平均直徑,D_ln_opt,計算值,D_ln_opt=(D_o_ins_opt-D_o)/ln(D_o_ins_opt/D_o),mm,141.5,優化后保溫層對數平均直徑,傳熱學,對數平均

88,優化后保溫層熱阻,R_ins_opt,計算值,R_ins_opt=δ_ins_opt/(λ_ins×D_ln_opt/1000),m·K/W,10.60,優化后保溫層熱阻,傳熱學,保溫熱阻

89,優化后外表面換熱熱阻,R_conv_opt,計算值,R_conv_opt=1/(h_s×π×D_o_ins_opt/1000),m·K/W,0.061,優化后外表面換熱熱阻,傳熱學,對流熱阻

90,優化后總熱阻,R_total_opt,計算值,R_total_opt=R_ins_opt+R_conv_opt,m·K/W,10.66,優化后總熱阻,傳熱學,總熱阻

91,優化后單位長度熱損失,q_loss_opt,計算值,q_loss_opt=(T_material-T_ambient)/R_total_opt,W/m,7.04,優化后單位長度熱損失,傳熱學,熱損失

92,優化后總熱損失,Q_loss_opt,計算值,Q_loss_opt=q_loss_opt×L,W,422,優化后總熱損失,傳熱學,總熱損失

93,優化后保溫層外表面溫度,T_s_opt,計算值,T_s_opt=