本标准规定了采用表面温度法现场测定热流密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、测点选娶操作及数据处理等。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。 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 GB/T18021-2000 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS 27.010
中华人民共和国国家标准
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
In-situ measurements of heat loss through thermal insulationof equipments and pipes-Surface temperature method2000-03-16发布
2000-09-01实施
国家质量技术蓝督局发布
GB/T18021—2000
本标准结合我国对绝热工程效果的现场测定与评价的实际经验而制定本标准台在对我国普遍采用的表面温度法现场测定绝热层表面热（冷）损失量的操作进行统一的规范。以配合GB/T8174—1987《设备及管道保温效果的测试与评价》及GB/T166171996《设备及管道保冷效果的测试与评价》等系列保温和保冷绝热工程标准的实施与操作。本标准的附录A是标准的附录。
本标准由全国能源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提出并归口。本标准起草单位：中国预陆医学科学院环境卫生与卫生工程研究所、中国标准化与信息分类编码研究所，中国石油天然气集团公司工程技术研究院、国家建材局标准化研究所。本标雅主要起草人:戴自祝、崔华、莫理京，廖代渝。中华人民共和国国家标准
设备及管道绝热层表面热损失
现场测定表面温度法
In-situ measurements of heat loss through thermal insulation ofequipments and plpes--Surface temperature method1范围
GB/T18021—2000
本标准规定了采用表面温度法现场测定热流密度以确定绝热层表面热（冷摄失的方法及要求，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引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标推都会被修订,使用本标谁的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T4132--1996绝热材料及相关术语GB/T81741987设备及管道保温效果的测试与评价GB/T16617—1996设备及管道保冷效果的测试与评价3定义
本标准除来用 GB/T 4132 中的相关定义外,还采用下列定义。3.1表面温度计（表面温度测头）surfacethermameter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测定仪表
4.1按GB/T8174及GB/T16617的规定，设备及管道保温（保玲)效果的测定分为三级，根据测定等级的要求，应选用相成推确度的测定仪表，见表1。表1测定准确度及要求
测定项目
表面温度
环境温度
一级测定
催确度
、三级测定
4.2测定仪表应根据规定的标定周期送交有关部门进行标定或自行校核。国家质量技术监督局2000-03-16批准2000-09-01实施
5测定段及测点的选取
5.1测定段的选取
GB/T 18021—2000
5.1.1应根据测定目的、工况和保温结构选择有代表性的区威作为测定段。通常应避开联结继隙处、结构破损处或其他不连续处，必要时可将其另设测定段。5.1.2有条件时可先用表面温度计或红外扫描方法进行普遍粗测，了解绝热层表面温度的均匀状态，以便确定有代表性的区域。
5.1.3原则上应按等温区域布暨测点。对十均质保温或保冷，可按设备内部介质温度的分布来划分等温区；对非均质保温或保冷，宜通过测定划分等温区域。5.2测点的选取
5.2.1设备
5.2.1.1对圆筒形设备，应分别在筒体、封头或顶盖布置测点。5.2.1.2对方形设备，应在壁面上划分若干正交网格，在网格上布置测点，5.2.2管道
5.2.2.1横管和竖管应分别布置测点，5.2.2.2沿管长取若干个测定截面，在每个截面的衡周上布置测点。圆周上的布点位置和数量可采用等分的方法确定，或视温度场分布状况，通过预测试确定。6表面温度的测定方法
6.1热电偶法
把热电偶直接贴激在被测物体的表面进行测量，热电偶丝直径应不大于0.4mm，并应有漆、丝或塑料绝缘，测量时，热电偶与被测表面必须保持良好的热接触。可按以下两种方法进行贴敷。a）先将热电偶丝焊在一块导热性能良好的金属集热块或片上，再整体贴敷到被测表面上；b）将热电偶焊在或埋在被测壁面上专门开的小槽里。热电偶丝沿等温面紧密接触的长度应不小于100m。6.2表面温度计法
将热电偶式，热电阻式等各类表面温度计的传感器直接与被测物的外表面接触，进行测量。测最时，必须保证传感器和被测表面紧接触。为保证测定的准确度，减少对被测对象表面温度场的干扰，必要时，应与6.1的方法进行比对。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。宜在稳定工况运行12h以上进行测定，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挡风装置。7.1.2室外测定应选择在阴天或夜间行，以避免传感器受太阳直接辐射的影响；如不能满足时应加用遮阳装置，待稳定一段时间后再测定。7.1.3室外测定应避免在雨雪天气条件下进行，7.2环境温度，风速应在距离测点位置 1 m处测得，并应避免其他热源的影。8测定步骤
8.1在绝热设备及管道上选择适当的測定段及测点，用热电偶或表面温度计测定绝热层表面温度。8.2用温度计在被测物1m以外，测定环境温度，必要时，可在温度计的感温部位包覆通风的铝箔屏蔽套，以防止其他热辐射源的影响，坏境温度测定应与表面温度测定同步进行。2
GB/T 18021—2000
8.3在逆行表面温度测量的同时，用风速计测基风速，并确定风向。8.4测量绝热设备及管道的外形尺寸。9设备及管道散热热流密度的计算及数据处理9.1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，按式(1)计算散热热流密度9：1=α(Tw-T)
式中：9-热流密度，W/m*；
α·表面换热系数，W/《m·K).其计算见附录A；Tw
表面温度,K；
一环境温度,K。
9.2数据处理
9.2.1对于保温结构，应按GB/T8174—1987的第7章进行测定数据的处理。9.2.2对于保冷结构应按GB/T16617--1996的第6章进行测定数据的处理。10误差
10.1测定误差来源
10.1.1出测定方法引起的误差
a）表面换热系数α值的计算误差。b)由实际测定条件与本标准规定条件的偏差引起的误差。10.1.2由仪表引起的误差
表面温度计有不同的尺寸、形状、灵敏度和结构材料，应根据已有的经验、制造厂商的推荐和其他信息来仔细选择表面温度计。测定误差在很大程度上取决对表面温度计的正确选择、标定，仪表的稍度、安装技术和数据采华技术。本标准测定准确度及要求见表1。10.2测定误差要求
-级测定应对所测的各项参数作出误差分析，对测定结果作综合误差分析：要求测定结果综合10.2.1
误差不超过15%，重复测定误差不超过5%。10.2.2一级测定应作误差估计，要求测定结果综合误不超过20%，重复测定误差不超过8%。10.2.3三级测定可以不作误差分析或误差估计，但重复测定误差不超过10%。11测定报告
11.1报告应包括以下内容：
a）测定对象及现肠情况描述；
b）所用仪表及其标定信息的描述：c）所用测定步骤的描述：
d）选择测定代表区域的方法；
e）测定段的描述或测点位胃布置图；f）测定的持续时间；
g）测定时的气象条件
h）测定数据和计算
11.2按G/T8174或CB/T16617对测定结果进行评价。GB/T18021—200C
（标准的附录）
设备及管遭外表面换热系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。根据测定等级要求，外表面换热系数的计算如下：A1二、三级测定，可用下列方法计算表面换热系数：A1.1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(A1),式(A2)计算表面换热系数e:
a）平壁：
=9.77+0.07(Tw-T)
b）圆简璧：bzxZ.net
= 9. 42 + 0. 05(Tw - Tr)
A1.2璐天布置的设备及管道，可接式（A3)计算表面换热系数：α=11.63+7.0VW
式中：w
风速.m/s，
2一级测定，可用下列方法计算表面换热系数：42
a）计算辐射换热系数αr：
T—TE
式中：壁面的表面热发射率；
g.-辐射常数，可5.7×10~W/（m2.K)。b）计算自然对流换热系数ces！（Al）
（A2）
根据格拉晓夫数(Gr)与普朗特数(Pr)的乘积、壁面状况和定性尺寸，从表A1中查出相应的公式，用以计算自然对流换热系数。
表面形状与位置
自然对流换热系数计算公式
GrPr范围
10%~10%
竖直平壁与竖有圆柱体
水平圆柱体
放热面向上
水平平壁
故热面向下
可从表 A2查普朗特数(F），
可按式（A5)计算格拉晓夫数(Gr)：TwTl+
IW-Ti1
10°1013
-1.31(7—)
a= 1. 24(Tw—Tp)
—1. 43(Tw- Tr)
P-g.L3.AT
定性尺寸
商度H
短边1
（A6)
式中：3——为空气的体积膨胀系数：g--重力加速度（取9.81m/s)
GB/T 18021
(T+Tp)
+...........+ A7
L----定性尺寸，对水乎-圆管取直径,对竖直圆管取高度;对方形设备取短边边长，m：-外壁表面温度和环境温度之差，即AT=Tw—T：AT
-空气的运动粘度，可从表A2中得，m\/s。表A2
温度t
导热系数入
10°W/(m -C)
运动粘度
10°m*/s
普朗特数 Pr
e）计算强制对流换热系数αw：GB/T 18021 -- ?
（A8）
式中，α—
空气的导热系数、按壁面表面温度和环境温度的平的值选取，可从表A2中查得，W/(m·K)；Nu——努塞尔数。
(1）风垂直吹间横卧单管时,可按式(A9)计算Nu：Nu = 1. 11 ARen. Pru.31
式中：Re-
雷诺数；
普朗特数,可从表A2 中香得;
系数，可从表A3中查得，
A和n系数值
管截面和风向
0. 4 -~ 4
4--4X10
4×10-~4X10s
4X10-4×104
4×10--4×105
如果风向与管道的轴线成不尚的夹角，可将式(A9)算出的Nu值乘以表A4中给出的修正系数，再代入式(A8)计算强制对流换热系数。如属排管或多排管束，应另选计算公式。表A4
风向与管轴夷角
修正系数更
Nu值修正系数
(2）对于平壁，层流边界层和紊流边界层的平均努寒尔数，可用式（A11)、式（A12)计算：层流边界层（Re≤5X10°）：
Nu=0.661Ret.Pr号
案流边界层（Re>5×10°）：
Nu = 0. 036Re号 + Pr#
式中 Re 按式(A10)计算
d）计算表面换热系数α:
（A12）
对于宰内设备和管道或风速小于0.1m/s的室外设备和管道，可只考虑辐射换热和自然对流换热，按式(A13)计算表面换热系数：
α= a + ac
对于室外设备，管道，当0.1
(A14)计算表面换热系数：
(A13）
10时，宜同时考虑辐射、自然对流和强制对流的影响，按式a=α,+α+Ce
(A14 ）
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国家标
设备及管道绝热层表面热损失
现场测定表面温度法
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开本 880×1230 1/16印张 3/4字数 12 千字2000年9月第一版2000年9月第一次印刷印数 1—1 500
书号：155066-1-17000
定价8.00元
420—22
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