GB T 17357-2008 设备及管道绝热层表面热损失现场测定.热流计法和表面温度法.pdf

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1、ICS 027. 010 F 04 中华人民共和国国家标准GB/T 17357-2008 代替GB/T17357-1998 .GB/ T 18021-2000 设备及管道绝热层表面热损失现场测定热流计法和表面温度法In-situ measurements of heat loss through therma) insulation of equipments and pipes-Heat f10w meter apparatus and surfacc temperature method 2008-06-19发布2009-01-01实施(飞乏哇乡/中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局岱立

2、中国国家标准化管理委员会保WC8/T 17357一2008前本标准根据GB/T173S1-1998(设备及管道绝热层表面热损失现场测定热流计法和GB/T 18021-2000(设备及管道绝热层表面热损失现场测定表面温度法的内容整合、修订而成.本标准问时代臀GB/T17351-1998和GB/T18021-2000. 本标准与GB/T17357-1998和GB/T18021-2000相比，主要变化如下E一一标准名称改为设备及管道绝热层表面热损失现场测定热流计法和表面温度法;一一表l根据GB/T8174巾表l进行了修改，保持一致，一一将测量误差改为诩量不确定度，一一按GB/T1.1的要求对标准的格

3、式进行了修改.本标准的附录八为规范性附录.本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会提出.本标准由全国能濒基础与管理标准化技术委员会省能材料应用技术分委员会归口.本标准负员起草单位:建筑材料工业技术监督研究中心、中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所.本标准参加起草单位:无锡市萌江保温材料有限公司、中国水利电力物资天津公司、宜兴市中建保温材料有限公司、北京北工因谏联合科技有限公司、阿乐斯绝热广州有限公司、黯江摄市绝热科技有限公司、兰州鹏飞保温隔热有限公司、欧文斯科宁(中国投资有限公司.本标准主要起草人:戴自视、甘永祥、金福锦、吴寿勇、陈斌、单永江、张祥昌.本标准所代替标准的历次版本发布情

4、况为2一一-GB/T17357- 1998 ; 一-GB/T18021- 2000. I 1 范围设备及管道绝热层表面热损失现场测定热流计法和表面温度法GB/T 17357-2008 本标准规定了采用她流计法和表面温度法现场测定设备及管道绝热层表面热损失的术语和定义、测定仪表、传感器的安装、测定段的选取、现场测定条件、热流计法测定步骤、表面温度法测定步骤布结果计算、数据处理和热流1M度以确定绝热层表面热冷损失的方法及要求，包括测定仪表、测点选取、操作及数据处理等.本标准适用于现场评价正常工况下的设备及管道绝热层的绝热性能.2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款.凡

5、是注日期的引用文件，其随后所有的修改单不包括勘误的内窑或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本.凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准.GB/ T 4132 绝热材料及相关术语GB/T创刊一2008设备及管道绝热放果的测试与评价GB/T 10295 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定弗流计法3 术谱和定义GB/T 4132中确立的以及下列术语和定义道用于本标准.3. 1 热流计heat now meter 由热流传感器或称热流测头连接测量指示仪表组成的热工仪表.使用时将其传感器埋设在绝热结构内或助敷在绝热结构的外在面，可直接测量得到热冷

6、损失值.3.2 热流传画揭heat n ux transduser;HFT 利用在具有确定热阻的怪材上产生温差来测量通过它本身的热流密度的装置.其输出电势(V)与通过传感路的热流密度(q)成正比.它是由芯握、表面温差栓测器和起保护及热阻尼作用的面峰等组成.可以做成点状如圆形、正方形、最方形或其他形状)或带状热流传感错.3.3 热流传感器的亚稳态pseudo steady state of HF1 在两个连续的5min周期内热流传感器的输出电势不单调变化，而且其平均值相差不超过2%.3.4 袋面温度计surface thermometer 以热电偶或其他类型温度传感器作为敏感元件，用于测量表面温

7、度的测温仪表.如热电偶式表面温度计、电阻式表面温度计.4 测定仪现4. 1 按GB/T8174的规定，设备及管道的保温冷效果的制定分为三级.根据测定等级的费求，应选CB/ T 17357一2008用相应准确度的传感器及测定仪表，见表1.表1倚感髓及测定位寰的要求准确度测定项目一级测定二、三级测定然流密度土sYo土sYo保温纺构麦丽混血土O.5 c 士l.oC保玲t;4掬表面温度土O.1 c 士0.3C环m温度土0.2C士0.5c 凤速士sYo士10.Yo4.2 传感器及测定仪表应根据规定的标定周期送交有关部门进行撞定或自行校接.4.3 用于读取传感器输出的指示仪表，其准确皮应与所用的传感器准确

8、度相匹配.必要时可选用黑棋式仪表、记录式仪表或数据采集仪.4. 4 然流传感器的撞定接GB/T10295的方法对热流传感器进行标定，必要时绘制q/V系数与绝热层表面温度视作热流传感器的温度)的标定曲线，该曲线还应表示出工作温度与热流密度的范固.5 传画嚣的安装5. 1 安装传感器的辅助材料5. ,. 1 附着材科如服面压敏肢带、凡士林等材料，可将传感器固定在被测表面.5. 1.2 热接触材料如接触肢、导热硅脂簿，可使世测表面与传感报之间保持良好的接触.5. 1. 3 褒面材料如涂料、薄服或锚，可用于调整传感器表面的热发射率，并与被测表面的热辅射特性相匹配.5.2 热流传盛嚣的安装5.2. 1

9、应保证热流传感器与其附着的绝热层表面有良好的热接触，并对正常的传热状态影响最小.5.2. 2 安装时宜将热流传感路放在外护层内，附着于绝热材料的面层上.除帘测定连接处的热损失外，应避免放置在绝热层的连接处或外护层的接缝处.5.2.3 安装热流传感器时，可用适当的附着材料、热接触材料或其他适当的方法使其附着于绝热层表面.若热流传感路只能放在外护层表面时，传感路表面应站附表面材料，尽可能使热流传感器表面的热发射率与被副表面的热辐射待性相E配.5.3 捕电偶5.3. 1 把热电偶直接贴敷在被副表面进行商量.热电偶丝直径应不大于0.4mm，并应有漆、丝或塑料绝缘.5.3.2 热电偶与被割表面必须保持良

10、好的热接触，可按以下两种方法进行贴敷za) 先将热电偶丝姆在一块导热性能良好的金属集热块或片上，再提体贴敷J1j被测表面上，b) 将热电偶焊在或埋在被剖面上专门开的小槽里.5. 3.3 热电偶丝沿等温面紧密接触的长度应不小于100mm. 5. 4 亵面温度计将热电偶式、热电阻式等表面温度计的传感器直接与世测表面紧密接触-6 测定段的选取及甜点的选取6. 1 刮定段的选取6. 1. 1 应根据测定目的、运行工况布绝热结构选择有代表性的区域作为测定段.应避开连接缝撒址、G/ T 17357-2008 结构磁损处或其他不连续处，必要时可将其另设测定段.6. 1. 2 有条件时可先用红外温度计、热像仪

11、进行普通扫描徨测.根据绝鹅层表面温度的均匀状态分析其表面热损失状况，以确定有代表性的区域.6. 1. 3 原则上应按等温区域布置测点.对于使用均质材料的绝热结构，可以接设备内部介质温度的分布米划分;对于使用非均质材料的绝热结构，宜通过测定划分等温区域.6.2 到点的选取6.2. 1 设备6. 2. 1. 1 对于困筒形设备，应分别在简体、封头或顶盖布置测点.6.2. 1.2 对方形设备，应在其各壁画划分若干正交网格，在网格中布置测点.6.2.2 管道6.2.2. 1 横管和坚管应分别布置四点.6.2.2.2 沿管长取若干个测定截面，在每个截面的四周上布置测点.四周上的布点位置和数量可采用等分的

12、方法确定，或视表面温度分布状况和环搅条件凤、位置等影响)，通过预测试确定.7 现场测定条件7. 1 应尽可能排除和减少外界因素对测定的影响，测定应原则上满足一维稳定传热条件.宜在路定工况运行12h以后进行甜定，新建工程或修复工程需热态运行240h以上进行测定.7. 1. 1 应在风速不大于0.5m/s的条件下进行测定，如不能满足时应增加出风装理.7. 1. 2 室外测定应选择在阴天或夜间进行，以避免传感器受太阳直接辐射的影响z如不能满足时应加遮阳装置，待稳定一段时间后再回定.7. 1. 3 室外测定应避免在丽富天气条件下进行.7.2 环境温度、风速应在距离甜点位置1m处测得，并应避免其他热泪的

13、影响.8 热流计法测定步骤8. 1 商定段选取和传忌器安装8. 1. 1 按第6章的要求在绝热的设备及管道上选择适当的测量区域，并接5.2所述的方法正确安装热流传感器.8. 1. 2 将热流传感嚣连接到剖定指示仪表、祟积式仪表或计算机控制的数据采集装置上-8.2 鼓键壤取8.2. 1 接第7章的要求，当达到亚稳态时读取数据.8.2.2 由于测试工况和环境条件的变化，输出的数据含有技动，则应求取波动范围内的平均值.必要时可使用黑棋式仪表、记录式仪表或数据采集仪.分析数据变化状况，取累署1半均值.8. 2.3 热流密度分布不均匀时.应取多个位置读取数据，以全面反映保温结构的热损失状况.8.3 气象

14、条件的测量测盘靠近安装热流传感据处的气象条伶.如温度、温度、风速等，以便于测定结果的综合分析-9 襄面温度法测定步骤及结果计算9. 1 测定步骤9. 1. 1 按第6章的要求在绝热的设备及管道上选择适当的测量区城.井按5.3所述的方法正确安装热电偶或接5.-1的要求使用表面温度计，测定绝热层的表面温度.9. 1.2 用温度计在离被测物1m以外处，测定环境温度.必要时，可在温度计的感温部位包涩通风的铝筒屏班套，以防止其他热辐射掘的影响.环境湿度测定应与表面温度测定同步进行.9. 1. 3 表面温度数据的读取3 GB/T 17357-2008 自)每个测点应稳定3min-5 rnin，即达到捕平衡

15、后读取数据Fb) 每个甜点应测量记录三次，按算术平均法求取平均值.9. 1.4 在进行表面温度测定的同时，用风速汁测量风速，并测定风向.9. 1.5 测量绝炜设备及管道的外型尺寸.9.2 热流密度的计算根据被测物的表面温度、环境温度及表面换热系数，岳武(1)计算散热热流密度qlq=aX(T.一T，)式中:一-热流密度，单位为瓦每平方米(W/m1);a一一表面换热系致，单位为瓦每平方米开尔文W/(m2 K汀，计算方法见附JR:A, T.一一表面温度，单位为开尔文(K), Tp一一环境温皮，单位为开尔文(K)o10 鼓据处理10. t 般热损失的确定10. 1. 1 管道管道绝热结构的表面温度和散

16、热损失均按求算术平均值的方法处理，即ti(式(2)计算t立=if1Z，+X2+X叫+X.7 ,XI = 1_ n 式中1. ( 1 ) ( 2 ) x一一管道绝热结构的表丽混度，单位为摄氏度(C)f或管道绝热结构的散热损失，单位为瓦每平方米(W/m2);n一一甜点数，个;XIXZ.X.一-管道各段的表而温度值，单位为搔氏度(C);或管道各段的表面散热热流密度，单位为瓦每平方米(W/m1).当用提丽温度法测试散热损失时，可从平均表面温度计算出表面散热损失值.10. 1. 2设备设备绝热结构的表丽温度和散热损失均按求表面职加极平均值的方法处理，即挂式(3)计算，支=生土=ZtAt+ xzAI +

17、. +忖x.tA.t+功去AA , +A2 .A,., +A. .( 3 ) 式rp，At ，A2.A.一一各区域面职.单位为平方米(mZ).10. 1.3对于设备、管道及其附件保冷结掏的表面凝露部分的冷损失盘以提露部分面职占总面职的百分比计入平均值.保冷结构表面凝露部分的冷损失量计算方法见.GB/T 8174-2008附录B.10.2 环堤温度下测试值的换算对于常年或季节运行的陡备、管道及其附件，应将测试环境温度下的测试值换算到常年或季节运行时平均环堤温度下的对应值.10.2. 1 对于保温结构按式(4)换算=式P，-1气q = qX一-一二T，-T.回q一一换算后的散热捆失.单位为瓦每平方

18、米(W/ml)，4 .( 4 ) GB/T 17357-2008 q一一测试的散热损失，单位为瓦每平方米(W/m)I Tt-常年运行、季节运行或设计所取的保温结构外表面平均温度，单位为摄氏度(C)1 T.一一剖试时保温铺掏外表丽温度，单位为摄氏度(C)I T-一常年运行、李节运行或设计所取的平均环境温度，单位为摄氏度(C), T卢一一测试时当地环境温度，单位为摄氏度(C) 10.2.2 对于设备、管道及其附件保玲结构的防艇露要求10.2.2. 1 当甜试值高于测试工况的露点温度时，按式(5)换算BT.一TL=tT创一口问式中zT.一一-设计工况下保冷结构的外表商温度，单位为摄氏度CC);T;一

19、一测试工况下保冷结构的外表面温度，单位为接氏度(c.), T，一一设计工况下的介质温度，单位为摄氏度(C)，T一一测试工况下的介质温度，单位为摄氏度(C)I T.一一设计工况下的环境温度，单位为摄氏度(C)1 T:一一测试工况下的环境温度，单位为摄氏度(C) 全国主要城市保冷设计室外气象参敖投GB/T8174-2008附录A.( 5 ) 10.2.2.2 当测试值低于测试工况的路点温度时，则应计算出测试工况相设计工况下保冷结构的外表面换热系数，然后再按式(的换算z T , - T . a，.时，叫、. j , =育工吏-zth-iaJ千儿式ttTzr一一设计工况下保冷结构外表面换热系数，单位为

20、瓦每平方米开尔文W/(m1 K)J , a一一测试工况下保冷结构外表面换热系数，单位为瓦每平方米开尔文(W/(ml K). 其他参数同式(5).( 6 ) 10.2.3对于设备、管道及其附件保冷的减少冷损失要求，应将保冷结构冷损失的测试值按式(7)或式(8)换算到设计工况下的相应值.10.2. 3. 1 设备或公陈革径大于1m的管道:式中zR+主q Tt一T.一一-2-q罩霄士女-R+iq a 矿一，设计工况下的冷损失嚣，单位为瓦得平方米(W/mJ)，q一一测试工况下的冷捆失量，单位为瓦每半方米(W/m%)，R一一设计保冷结构热阻，单位为平方米开尔文每瓦(mt K)/W , R一一实际保冷结构

21、热阻，单位为平方米开尔文每瓦(mt K)/W. 其他参数同式(5)、式(6).10.2.3.2 设备或公弥直径小于1m的管道:式中sR +-,lrv q=T，一T，?D;写字一y:r, q i f-t -R+-4=-a1tU，。D，-一设计保冷结构外径，单位为米(m), .( 7 ) .( 8 ) 5 GB/ T 17357-2008 D一一实际保冷结构外径，单位为米(m).其他参数同式(5)、式(6)、式(7).10.3 单位长度散热损失的换算对于管道可将单位面积散热损失换算成单位长度的散热损失值，接式(9)换算zqt = q. XXD 式中:q，-l鼻位营长的股热损失，单位为瓦每米(W/m

22、);q.一一单位面寂的散热损失，单位为瓦每平方米(W/mZ)，D-一保温结构外径.单位为米(m).11 测量不确定度11. 1 不确定度来酒11.1. 1 白酒定方法引起的不确定度11 .1. 1. 1 热流计法a) 实际剖试时传热状况与一维稳定传热有差别sb) 当热流传感器原始标定条件与测定条件不一致时，其任何变化都会产生说挫.11. 1. 1. 2 表面温度法a) 表面换热系数a值的计算误差Fb) 由实际测定条件与本标准规定条件的偏差引起的误差.11. 1. 2 囱测试仪表引起的不确定度 ( 9 ) 测试不确定度在很大程度上取决于仪榕的正确选择、准确皮、校验标定、安装技术和数据采集技术.本

23、标准采用的表面温度计、热流计风速计等仪带有不同的尺寸、形状、灵敏度和结构，应根据已有的经验、制造广商的推荐和其他倩息来仔细选择测试仪器.11. 2 精度要求11.2. 1 一级由试应对所测的各项参数做出不确定度分析，对测试结果作综合不确定度分析.要求测试结果锦合不确定度不超过15%，测试的重复性不超过5%.11.2.2 二级测试应做出不确定皮估计1要求测试结果综合不确定皮不超过20%.测试的重复性不跑过10% 11. 2. 3 三级测试可以不作不确定度分析或不确定皮估计，测试的重复性不超过10% 12 测试报告12. 1 测试报告应包括下列内容za) 保温工程摄况b) 测试攘况=主要包括剖试目

24、的、副试体系、测试标准及测试对象等Fc) 测试参致、方法与剖点布置必要时应附囱);d) 测试数据处理及计算sc) 测试不确定皮分析必要时分析), O 效果的分析与评价，g) 结论及建议，h) 其他.12.2 按GB/T8174对测定结果进行评价.6 GBjT 17357-2008 附录A规范性附录设备及管道外囊面换热来数的计算设备及管道外表面与大气空间的换热过程包括对流和辐射.对流换热包括自然对流和强制对流.棍揣测定等级要求，外表面换热系数的计算如下.A.I 二、三级测定.可用下到方法计算我面换热来鼓A. , . 1 对于室内布置的设备及管道，在没有外界风力影响时，可按式(A.l)、式(A.2

25、)计算表面换然系数a:a) 平堕za = 9.71 + o. 07(T - T,) .( A.l ) b) 圆筒壁:a = 9. 42 +0. 05(Tw - T,) ( A.2 ) A. 1. 2 露天布置的设备及管道，可按式(A.3)计算表面换热系蚊Q，a . 11. 63 + 7. 0 .; . . . . . . .( A.3 ) 式中zv 一一风邃，单位为米每砂(m/s) A. 2 一级到窟，可用下列方法计算表面换热茶鼓自计算辐射换热系数Q，:式中zE-一-壁面的表面热发射卒，(主二旦)T-T.，J 一一辐射常数，可取5.7XIO- W/ (m2 K). b) 计算自然对流换热系数a

26、c:a:八.4.) 根据格扭晓夫数(Gr)与普朗特数(Pr)的乘坝、壁面状况和l定性尺寸，从表A.l中查出相应的公式，用以计算自然对流换热系数.表A.1自然对流换热来鼓计算公式Gr . Pr在111表面形状与位置定位尺寸10 -10 10 - 10 强宜平!It与紧茸贸往体. . 1. 42 (T 一!，、)+a回理1.31(T. - TF)t 高度H/m 水平姻锥体. = 1.32(1江二D五沪j Q , = 1. 24(f. -T， 直径D/m 放然面向上. = 川(TwZ T,) + a帽=1. 43(T，曹-Tp)t 短边L/m 水平乎堕放然面向下，国圄川I(hzr组边L/m 7 GB

27、/17357-2008 可从表人2查普朗侍数(Pr), 可按式(A.5)计算格拉晓夫数(Gr): 式中zH二一步J空气的体膨胀系数，r一重力加速度(取9.81m/sJ) J G命r= p.:.丁g.丁r. 色旦主H. .川.川.川.叫.=丰.川.川. .川. .川.川.(A.6 ) Tz4XI0-5X105) 1 式中Re按式(A.10)计算.d) 计算表面换热系数a:Nu = O. 664Ret . Pr! . .( A.ll ) Nu = O. 036Ret Prt . .( A. 12 ) 对于室内设备和管道或风速小于0.1m/s的室外设梅和管道，可只考虑辐射换热和自然对流换热，接式(A.13)计算表面换炜系数g。=，+ (1m . ,. ( A. 13 ) Gr 对于室外设备、管道，当0.1一10时，宜同时考虑辐射、自然对流和强制对流的影响，按式Re (A.14)汁算褒面换热系数:a = a, + aca + acw .( A. 14 ) lO