冻土区保温管道补口结构的保温性能

开展冻土区管道的建设,需要在寒冷的环境下进行施工,硬质聚氨酯保温瓦块避免了低温发泡的问题,但也存在施工效率低、不能保证保温效果的问题。将柔性保温材料二氧化硅气凝胶保温毡、聚乙烯泡沫塑料引入补口保温层结构,用以提高施工效率,改善保温效果。在不同的工作管温度下,对3种补口保温层结构的导热系数、热流密度、外表面温度分布进行了研究,结果表明:115 mm硬质聚氨酯泡沫塑料的导热系数、热流密度最小;二氧化硅气凝胶保温毡可以改善聚氨酯保温瓦块补口外表面的温度分布;"聚乙烯泡沫+二氧化硅气凝胶保温毡"保温结构的保温性能可以满足工程需要,施工性能较好,可用于寒冷环境下的管道保温补口施工。     

埋地原油集输管道保温层厚度优化设计

以年总工作费用为优化目标,建立了埋地原油集输管道保温层厚度优化设计数学模型,编制了优化设计软件.对大庆采油五厂的一条埋地输油管道保温层厚度进行了优化设计,并将优化设计结果与运行现状的测试结果进行了对比分析.提出了在确定埋地热油管道保温层厚度时,必须考虑保温年折旧费用、年热力费用及年动力费用.     

长沙地区居住建筑外墙保温层最佳厚度的研究

考虑太阳辐射对墙体传热的影响,运用P1-P2经济性模型对寿命周期内保温层最佳厚度进行了研究,并对长沙市居住建筑8个朝向和3种外表面颜色的典型外墙的保温层最佳厚度进行了计算.分析了现值因数、基层热阻和气候因素对选定的5种保温材料最佳厚度的影响,提出了根据保温材料的性价指标确定最优保温材料的方法.结果表明,膨胀聚苯乙烯由于寿命周期内的总投资现值最低,收益净现值最大,为5种保温材料中的最优材料.考虑到外墙朝向的影响,不同朝向的外墙,其保温材料宜采用不同厚度;外表面为深色的东北向外墙采用最佳厚度保温层带来的寿命周期收益最大,浅色的南墙最小.     

管道双层保温经济厚度存在性分析及计算

为了弥被补单一保温材料在抗压强度，耐高温性能，稳定性和防水性等方面的缺陷，双层保温较管普遍地被应用到输油和热力管道上。在稳定传热的前提下，运用数学分析方法，按最优经济条件，即保温材料投资年分摊费用与保温后管道热损失费用之和最小的原则，对管道双层保温经济厚度存在的条件展开讨论。提出了当第一层采用保温效果好但价格贵的保温材料，而第二层采用保温效果差价格便宜的保温材料时，双层保温经济厚度存在的必要条件是     

日光温室墙体保温层最佳厚度的确定

[目的]研究目前国内日光温室复合结构墙体保温层的最佳厚度,为不同保温材料在日光温室墙体中的应用以及日光温室动态热性能分析提供参考.[方法]运用EnergyPlus软件建立日光温室动态热性能分析模型,对所建立的模型进行验证.基于建立的日光温室模型和提出经济分析模型,对北京和沈阳地区不同保温材料日光温室墙体保温层厚度进行优化分析.[结果]在典型气象条件下,采用挤塑聚苯乙烯(XPS)、发泡聚苯乙烯(EPS)、岩棉(RW)和玻璃棉(GW)四种保温材料,北京地区日光温室三重结构墙体中的保温层最佳厚度依次约为40、60、110和120 mm;沈阳地区该结构墙体中保温层最佳厚度依次约为50、70、120和130 mm.[结论]分析四种材料的保温性能以及使用环境条件,日光温室墙体保温材料优先使用挤塑聚苯乙烯(XPS),其次是发泡聚苯乙烯(EPS).     

微型保鲜冷库的保温性能研究

利用传热学理论讨论了不同保温材料及不同厚度对微型冷库运行过程中热负荷的影响,并在此基础上利用数学优化理论讨论了保温材料的最佳保温层厚度。结果表明,在微型冷库生命周期内最佳保温层厚度与微型冷库的库容无关,而只与电价、制冷机组的价格系数等因素有关。     

纳米气凝胶与常用管道保温材料的性能对比

介绍了管道结露的原因和纳米气凝胶的特点,给出使用纳米气凝胶进行管道保温的方案,并与使用常用保温材料的方案进行对比。应用有限元分析软件,建立管道二维轴对称几何模型,模拟不同保温方案下管道的温度场分布。将管道简化为一维模型,计算各个保温方案下的管道外壁温度。在不同环境条件下,纳米气凝胶、保温橡塑、聚氨酯发泡保温材料3种保温方案的对比结果表明:达到同样保温效果时,纳米气凝胶所需的厚度最小。3种保温材料的施工性能和经济性对比结果表明:纳米气凝胶保温毛毡易于施工,省时省力,寿命长,但造价较高。采用纳米气凝胶保温方式,可以有效解决管道结露问题,节约冷量,保障管道的长期安全运行。     

双层保温管道的总体优化设计

根据热经济学原理，通过分析双层保温管道的总费用，并考虑到保温的国家标准和工程实际,闻双层保温管道总体设计的优化数学模型，并进行了编程求解，导出的模型和编制的软件可用于单相或多相流体的地面或埋地管道的设计，帮助设计人员确定最佳管径和各层保温层的经济厚度，有助于提高设计效率和设计质量。     

考虑货币时间价值计算热输管道最优保温层厚度

货币存在着时间价值,在热油输送管道保温层厚度的设计计算中,为考虑货币时间价值对最优保温层厚度的影响,而将基准贴现率引入热油管道最优保温层厚度的计算公式中,导出了考虑货币时间价值动态最优保温层厚度的计算式。文中对应用公式选择最佳保温材料作了介绍,并将货币时间价值对热输管道最优保温层厚度的影响进行了相应的分析和讨论,指出在确定热油管道的最优保温层厚度时,一般应以“动态”公式作为计算的依据。     

稠油开采注汽管道保温层的优化

注入蒸汽是稠油开采的主要技术手段,为了减少蒸汽的散热损失,对注气管道进行保温处理,目前普遍存在保温材质选用不当、保温结构不合理等问题。基于现场保温效果测试和筛选优化,确定保温结构采用双层复合硅酸盐+强化高温塑料管壳,保温层厚度取100mm,同时对阀门、卡箍、管托进行保温处理。实施改造措施后,注汽管道的热损失降至150W/m2以下,千米损失率在3%以内,热损失控制在国家标准规定的范围之内,减少了稠油开采中的注汽损耗。     

埋地管道模注泡沫保温的效益及施工方法

原油长输管道浅埋及低洼段的热能损失较大,采用聚氨酯硬质泡沫保温层效果良好(其保温效率达86.3％)。文中介绍了管道热损失的测试方法、摸注泡沫保温结构及其施工方法、以及该保温层的经济效益。并对经济保温层厚度和保温地段的选取分别作了阐述。对保温施工中出现的问题也提出了解决办法。     

管道保温层的受湿危害

为了完成管输任务,提高管道运行的经济效益,设计者是根据允许的热损失来求取保温层厚度。有时要进一步根据能量的价格,施工费用,投产回收的年限,油品的物性,伴输水的比例,保温材料的干态性能等因素求取最佳的厚度。若保温层一经受湿,它就失去了干态时的优良性能,这时热损失就要增加,管道的运行就要偏离最佳工况。因此,设计良好的防湿护层及维护好保温层使不受湿是非常重要的。     

临济管道保温层应用的可行性分析

根据临济管道的设计输量和胜利进口混合原油的物性,对管道无保温层和增设保温层两种工艺进行了综合热力计算,并结合临济管道沿途区域的地质条件,分析比较了无保温层管道与增设保温层管道所消耗的热费用、建设费用及减少的热站投资,结果表明,临济埋地原油管道增设保温层在技术上是可行的,但保温结构的选用还应综合考虑打孔盗油等人为的破坏因素.     

长距离地上输油管道保温层厚度设计

科学设计管道保温层厚度,既能保障原油正常输送,也能做到成本有效控制.建立了长距离地上管道保温层设计的传热有限元模型,考虑了管道及保温层内外膜阻、外部空气对流换热及管道与保温层传热的综合作用.以管道出口温度为目标迭代求解管道保温层的最小厚度,讨论了保温层导热系数、管径和管道流量3个因素对保温层厚度的影响.结果表明,原油内摩擦产生的热量能够小幅提高原油输送温度;保温层导热系数的增加主要影响管道的热传导性能;管径的增加则加强了对流散热而降低了流体内摩擦做功产热,对隔热层设计影响较大;而输送流量增加则减少原油与管壁的传热时间,流速增加也增加了流体内摩擦做功产热,可以有效降低保温层厚度需求.在工程实践中,应综合考量保温层导热系数、管径和管道流量的设计,平衡三者与热传导和热对流之间的关系.     

高效保温材料在日光温室后屋面中的应用研究

【目的】分析高效保温材料的热工性能,并测试其在日光温室后屋面中的应用效果,为日光温室后屋面保温节能材料的优选提供依据。【方法】以聚苯板、挤塑板、玻璃棉及常规材料干草帘作为后屋面保温层材料,分析其热工性能及热经济性能,并应用于日光温室后屋面,通过温室内外温度变化、热量传递及植物生长情况评价其保温性能。【结果】挤塑板的各项热工性能指标较优,其温室热惰性指标为2.59,技术经济特征量为29.26(元.W)/(m4.K),以其作为后屋面保温层的3#日光温室内气温、土温均较高,后屋面外表面夜间放热总量602.92 kJ/m2,低于其他温室,其内西葫芦定植后前期各项生长指标与常规后屋面材料温室间存在显著差异,其产量达38 847kg/hm2。聚苯板技术经济特征量也较低,保温性能次之;玻璃棉由于附加抗压层而导致应用成本提高,常规材料干草帘的保温性最差。【结论】挤塑板具有良好的热工及保温性能,较适合用于日光温室后屋面保温层。     

油气管道寒区小断面隧道保温设计

为解决季节性冻土隧道冻害现象影响隧道结构和运营安全的问题,结合寒区的气象和油气管道隧道内常年恒温、洞门常闭、小断面的特点,提出了适用于油气管道寒区小断面隧道保温设计。对管道和隧道围岩整体温度场进行模拟分析,依据隧道围岩温度及冻融情况,确定了设置保温隔热层的位置与长度;形成了一种油气管道寒区小断面隧道隔热保温层合理厚度的计算公式;设计了保温层与保温门联合防冻的方案。保温设计可应用于油气管道寒区小断面山岭隧道,对于大断面管道隧道也具有一定的指导意义。     

埋地热油管道经济埋深的计算模型

以埋地热油输送管道管沟开挖投资的年分摊费用和管道运行中的年热力损失费用之和作为目标函数,给出了埋地热油输送管道经济埋设深度的计算模型,模型考虑了埋设深度、保温材料、保温厚度和土壤性质对传热系数的影响。实例计算表明,传热系数随埋深的变化明显地影响着经济埋深的程度,给出的模型既较好地反映了各因素对经济埋深的影响规律,又避免了传热系数取值的盲目性,而且模型计算能够快速收敛。该模型可为热油输送管道施工的工艺优化设计提供一定的理论依据。     

埋地热油输送管道的经济管径计算模型

考虑了输送温度对油品粘度的影响以及油品粘度和输送量对泵效、流态和经济管径的影响,以管道建设投资的年分摊费用、保温投资的年分摊费用、管道年维护费用、年动力消耗费用和年热力消耗费用之和为目标函数,给出了埋地热油管道经济管径的完整计算模型。该模型能自动满足管道的沿程温降约束条件,适用于不同粘温特性的原油、不同保温材料和不同埋地深度的管道。采用斐波那契搜索算法对所建模型进行了算例计算,结果表明,该模型能较好地反映各种因素对经济管径的影响,可为埋地热油管道的优化工艺设计提供理论依据。     

LNG管输优化的经济数学模型

LNG是一种多组分混合物,外界环境的漏热会引发诸多问题,影响管输的安全性和经济性。了解漏热状态下LNG蒸发率和压力的变化规律,对LNG管道设计和管理具有重要的理论意义。基于LNG管道输送过程中保温层厚度、LNG气化率、管道壁厚之间的变化规律,采取冷态输送法,通过采用合理的保温层厚度控制LNG的蒸发,从而使管内压力升高,以此推动LNG向前流动,从而优化管输工艺。建立了LNG管输优化的经济数学模型,计算获得系统的最佳气化率以及最佳管壁和保温层厚度,从而优化了管输系统的经济费用。实例计算验证了该模型和计算程序的工程应用价值。     

不同保温墙体日光温室的性能测试与分析

日光温室墙体材料的选择直接影响到温室的整体保温性能.我国"八五"期间推出的日光温室,后墙多为0.5～0.7 m厚的砖墙,内填炉渣、珍珠岩、岩棉等各种保温材料.这几种填充材料由于吸水性强,在遇到潮湿条件后墙体的保温性能下降很快.该文基于对几种不同保温材料的性能比较和试验分析,提出采用10 cm厚聚苯板较适合做日光温室的保温材料,在此基础上,对聚苯板保温墙体的构造方式进行了技术参数分析和试验验证,提出在370 mm厚砖墙上直接外贴聚苯保温板具有较好的经济性能和热工性能,可供今后日光温室建设和改造借鉴.