保温层的厚度计算

保温层的厚度怎么计算

我有个内蒙古的项目，冰冻线为2米，排水管是浅埋的，需要保温。保温材料采用PU硬泡，

但是保温材层需要多厚阿。保温层的厚度由什么决定，有计算的公式吗，怎么计算？内蒙的

最低温度大概是零下三四十度。有哪位有这方面的经验的，请帮帮忙阿

保温计算

1蒸汽直埋保温管的蒸汽温度，℃，蒸汽压力，MPa；

2土壤导热系数，W/m.K；

3管中心平均埋深，m；

4最热月地表面平均温度，℃；

5保温结构采用: “钢套钢—外滑动（滚动型）—空气层”；

6钢外套管的外壁温度≤50℃；

7管道沿程平均热损失≤200W/m；

8保温管寿命≥20年（正常使用）。

一个完整的热工管道和热工设备的绝热结构，通常包括：（1）防腐层；（2）滑动层（可与腐层并用）；（3）绝热层；（4）防水防潮层；（5）外保护层（也可以兼作防水防潮层）。由于热水系统所用的管道都已经经过防腐处理，所以绝热设计的任务主要是绝热层、防水防

潮层和外保护层的设计。

9 绝热层的设计

9.1 材料导热系数

导热系数λ，单位W/(m·℃)，是表证物质导热能力的热物理参数，在数值上等于单位导热面积、单位温度梯度，在单位时间内的导热量。数值越大，导热能力越强，数值越小，绝热性能越好。该参数的大小，主要取决于传热介质的成分和结构，同时还与温度、湿度、压力、密度、以及热流的方向有关。成分相同的材料，导热系数不一定相同，即便是已经成型的同一种保温材料制品，其导热系数也会因为使用的具体系统、具体环境不同而有所差异。

为了计算的方便，本文根据相关的部门标准和国标的相关规定来选择材料的导热系数作

为设计的标准。

9.1.1 硬质聚氨脂泡沫塑料

硬质聚氨脂泡沫塑料是用聚醚与多异氰酸脂为主要原料，再加入阻燃剂、稳泡剂和发泡剂等，经混合搅拌、化学反应而成的一种微孔发泡体，其导热系数一般在0.016～

0.055W/(m·℃)。使用温度-100～100℃。

按照原石油部部颁标准（SYJ18-1986），对于设备及管道用的硬质聚氨脂塑料泡沫的基

本要求如表1：

9.1.2 聚苯乙烯泡沫塑料

聚苯乙烯泡沫塑料简称EPS，是以苯乙烯为主要原料，经发泡剂发泡而成的一种内部有无数密封微孔的材料。聚苯乙烯泡沫塑料的导热系数在0.033～0.044 W/(m·℃)，安全使用温度-150～70℃；硬质聚苯乙烯塑料泡沫的导热系数在0.035～0.052 W/(m·℃)。

根据GB10801-1989的规定，对绝热用聚苯乙烯塑料泡沫的技术性能要求如表2：

9.1.3聚乙烯塑料泡沫

聚乙烯塑料泡沫的导热系数一般在0.035～0.056W/(m·℃)，根据GB50176-93《民用建筑热工设计规范》中的规定，聚乙烯塑料泡沫料的导热系数<0.047W/(m·℃)。

计算中取λ=0.047W/(m·℃)=0.1692(kJ/h·m℃)

9.1.4岩棉

岩棉是一种无机人造棉，生产岩棉的原料主要是一些成分均匀的天然的硅酸盐矿石。岩棉的化学成分为：SiO2(40%～50%)，Al2O3(9%～18%)，Fe2O3(1%～9%)，CaO(18%～28%)，MgO(5%～18%)，其它（1%～5%）。不同岩棉制品的导热系数一般在0.035～0.052W/(m·℃)，最高使用温度为650℃。

根据GB11835-1989《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》的规定，散棉的导热系数≤0.044 W/(m·℃)。岩棉毡、垫及管壳、筒等在常温下的导热系数一般在0.047～0.052W/(m·℃)。

计算中取λ＝0.052W/(m·℃)=0.1872(kJ/h·m℃)

9.2.1 保温层厚度的计算公式

δ＝3.14dW 1.2 λ1.35 t1.75 /q 1.5（9-1）

δ—保温层厚度（mm）；

dw—管道的外径（mm）；

λ—保温层的导热系数（kJ/h·m·℃）；

t—未保温的管道的外表面的温度（℃）；

q—保温后的允许热损失（kJ/m·h）。

9.2.3参数确定

管道的外径dw：公称直径为20、40、50的管道（钢）的外径分别为33.5mm、48mm、60mm。

保温层的导热系数λ：9.1中已经确定。

未保温的管道的外表面的温度t：由于钢的导热系数很大，管道壁又薄，所以可以认为管道的外表面的温度和流体的温度相等（误差不超过0.2℃）

热阻计算公式：R=R1+R2+R3=ln(d1/d0)/2πλ1+ ln(d2/d1)/2πλ2+ ln(4H/D)/2πλ3（m2.K/W）

式中：R1—超细玻璃棉热阻（m2.K/W）

λ1—超细玻璃棉导热系数（W/m.K）

R2—空气层热阻（m2.K/W）

λ2—空气层导热系数（W/m.K）

R3—土壤热阻（m2.K/W）

λ3—土壤导热系数（W/m.K）

d0—工作钢管外径（m）

d1—超细玻璃棉保温层外径（m）

d2—空气层外径（m）

D—外套钢管外径（m）

H—土壤表面距蒸汽管道中心间距（m）

保温结构

由里向外：工作管道－玻璃棉（岩棉）－空气层－外套钢管－外防护层

隔热保温层厚度计算

聚氨酯泡沫塑料作为隔热保温材料已广泛用于建筑、冷库、油管、保温管道等。

正确地确定隔热层厚度将大大地节省原料，降低材料费用。

绝热工程包括保温和保冷两方面的内容。

经济厚度计算方法是一种最广泛使用的方法。

把绝热材料的投资和热冷损失的费用综合考虑后得出一种经济厚度，此时保温与保冷费用和热损失费用之和为最小。

一般控制绝热层表面单位面积的热损失不大于规定值。

在实际计算中，保温层表面温度ts如何确定与各方面都有关系。

从能耗考虑，ts与大气温度t0越接近越好，但是，相应的其投资费用也越大。

反之，则能源又随投资费用的减少而大幅度的增加。

因此，保温保冷层表面温度应分别高于大气温度和露点温度。

同时，式中a1的值（外部传热系数）对保温的场合往往直接取10，对保冷取7。

例1，某冷库，库内最低温度为-20℃，夏季平均气温为30℃，湿度为85%，采用聚氨酯泡沫作绝热材料，其厚度应为多少？

已知t f = -20℃t a= 30℃λ=0.022 Kcal/m·h·℃a1=7 Kcal/m2·h·℃