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摘 要:本文旨在提出一种方便实用的油罐涂料隔热性能实验评价方法,该方法的关键点是将罐壁涂料层和钢板作为一个整体,提出了一个罐壁综合导热系数作为其衡量指标,推导了油罐内壁表面油温与罐外壁综合温度之间的关系式,以及罐壁综合导热系数的测定试验方法。
关键词:油罐;罐壁;涂料;性能;实验;评价
为了有效降低油罐油品储存期间的蒸发损耗,除了采用浮顶油罐等方法外,外壁采用隔热涂料也是有效降低油品蒸发损耗的重要方法之一。隔热涂料的性能除了防腐效果以外,隔热性能是关键指标。由于油罐储油自身的危险特性,现场在线测试评价不仅难度大而且危险性大,因此需要采用一种模型试验和计算相结合的非在线评价方法。本文论述了一种实用的非在线试验评价方法。
一、理论依据
阳光照射和大气温度是影响露天油罐罐内油品温度变化的主要外界因素,罐壁内表面的油品温度变化是最直接的影响结果,因此我们把罐外阳光照射和大气温度对罐壁内表面油品温度的影响能力作为评价结论依据。
(一)温度场的基本方程
根据热传导理论,对于均匀各向同性固体内的任意一点(x,y,z),在时刻t的温度T(x,y,z;t),则弹性体的温度T由下列偏微分方程来表示:
式中:α为材料的导温系数,α=λ/cρ;λ为导热系数;ρ为密度;c为比热;w为单位时间内单位体积的热源发热量。
考虑到储罐外表面的平面尺寸相对于太阳与其的距离来说非常小,储罐外表面任意一点的太阳高度角近似相等,因此,在日照作用下,可以认为温度只沿厚度方向变化,则式(1)简化为:
从理论上讲,在日照作用下,壁板表面的温度在每一时刻是不同的,但从工程上讲,主要考虑在日照作用下的最不利情况。因此,式(2)中 ,由此,式(2)变为:
(2)实验步骤
将两个干燥平整的平板试材安装在加热器的上、下面,试件之间表面严密接触。接通加热器电源,调节到适宜的电压,开始加温,同时开启温度跟踪控制器。在加热过程中,可通过各测温点的测量来控制和了解加热情况。开始时,可先不启动冷水泵,当试件的热面温度达到一定水平后,再启动冷水泵,向上下水套通入冷却水。经过一段时间以后,试件的热面温度和冷面温度开始趋于稳定,此时可以适当调节主加热器电源、辅加热器的电压,使其更快或更有利于达到稳定状态。当温度基本稳定以后,就可以每隔一段时间进行一次电功率(或电压V和电流I)读数记录和温度测量,从而得到稳定的测试结果。
一个工况试验后,可以将设备调到另一个工况,即调节主加热器功率后,再按上述方法进行测试,得到另一工况的稳定测试结果。调节的功率不宜过大,一般在2W~10W为宜。根据实验要求,进行多次工况的测试。
关键词:油罐;罐壁;涂料;性能;实验;评价
为了有效降低油罐油品储存期间的蒸发损耗,除了采用浮顶油罐等方法外,外壁采用隔热涂料也是有效降低油品蒸发损耗的重要方法之一。隔热涂料的性能除了防腐效果以外,隔热性能是关键指标。由于油罐储油自身的危险特性,现场在线测试评价不仅难度大而且危险性大,因此需要采用一种模型试验和计算相结合的非在线评价方法。本文论述了一种实用的非在线试验评价方法。
一、理论依据
阳光照射和大气温度是影响露天油罐罐内油品温度变化的主要外界因素,罐壁内表面的油品温度变化是最直接的影响结果,因此我们把罐外阳光照射和大气温度对罐壁内表面油品温度的影响能力作为评价结论依据。
(一)温度场的基本方程
根据热传导理论,对于均匀各向同性固体内的任意一点(x,y,z),在时刻t的温度T(x,y,z;t),则弹性体的温度T由下列偏微分方程来表示:
式中:α为材料的导温系数,α=λ/cρ;λ为导热系数;ρ为密度;c为比热;w为单位时间内单位体积的热源发热量。
考虑到储罐外表面的平面尺寸相对于太阳与其的距离来说非常小,储罐外表面任意一点的太阳高度角近似相等,因此,在日照作用下,可以认为温度只沿厚度方向变化,则式(1)简化为:
从理论上讲,在日照作用下,壁板表面的温度在每一时刻是不同的,但从工程上讲,主要考虑在日照作用下的最不利情况。因此,式(2)中 ,由此,式(2)变为:
(2)实验步骤
将两个干燥平整的平板试材安装在加热器的上、下面,试件之间表面严密接触。接通加热器电源,调节到适宜的电压,开始加温,同时开启温度跟踪控制器。在加热过程中,可通过各测温点的测量来控制和了解加热情况。开始时,可先不启动冷水泵,当试件的热面温度达到一定水平后,再启动冷水泵,向上下水套通入冷却水。经过一段时间以后,试件的热面温度和冷面温度开始趋于稳定,此时可以适当调节主加热器电源、辅加热器的电压,使其更快或更有利于达到稳定状态。当温度基本稳定以后,就可以每隔一段时间进行一次电功率(或电压V和电流I)读数记录和温度测量,从而得到稳定的测试结果。
一个工况试验后,可以将设备调到另一个工况,即调节主加热器功率后,再按上述方法进行测试,得到另一工况的稳定测试结果。调节的功率不宜过大,一般在2W~10W为宜。根据实验要求,进行多次工况的测试。