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更新時間：2025.05.11
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基于牛頓(Newton)冷卻定律,推導(dǎo)出了圓形管道的熱流損失數(shù)學(xué)模型,介紹了基于該模型的臨界保溫層半徑的理論推導(dǎo)。并在此基礎(chǔ)上,提出了一個全新的概念——"基準(zhǔn)保溫層厚度(δj)",即敷設(shè)保溫層與不敷設(shè)保溫層(裸管)熱流損失相當(dāng)時,對應(yīng)的保溫層厚度。推導(dǎo)得出了δj滿足的數(shù)學(xué)方程,并基于計算程序得到了其數(shù)值解。其結(jié)果對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或日常生活中的小直徑體保溫(隔熱)有著重要的指導(dǎo)意義。
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建立同時優(yōu)化管徑和保溫層厚度的數(shù)學(xué)模型,可克服以往先優(yōu)化管徑后優(yōu)化保溫層厚度容易使結(jié)果陷入局部最優(yōu)的問題。通過采用遺傳算法求解這個模型,給出了在設(shè)計階段混輸埋地管線保溫層厚度的確定方法。與傳統(tǒng)計算方法相比,采用數(shù)學(xué)模型計算保溫折舊費用增加了9.1%,管材折舊費增加了1.8%,動力費用降低了19.4%,熱力費用降低了41.7%,總費用降低了8.9%。采用數(shù)學(xué)模型計算雖然增加了保溫層的投資,但是動力費用和熱力費用都得到了有效降低,從而有效節(jié)省了總投資。
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