天俱时工程科技集团有限公司 刘志强 王 孟 周 帆 明 艳 汪生宝

0 引言

储罐、反应罐大量应用于制药化工行业，用于存放酸、碱等气态、液态物质及实施化学反应、发酵反应等。目前工程中应用的储罐外壁材质以钢、不锈钢为主，内壁材质大体有聚乙烯、聚丙烯、玻璃钢、陶瓷、橡胶、不锈钢等。当储罐位于室内时，罐体表面的散热成为室内余热，工程设计中常采用通风方式消除，使室内温度保持在设定温度以下。当储罐位于室内或室外，要求罐体内存储液温度恒定时，需要在罐体内设置加热装置，用加热的方式抵消罐体表面的热损失。

工程设计中目前对储罐散热的研究较少。消除余热大多根据经验值设定换气次数，加热罐体内液体所需热量大多根据接口管径(或者厂商提供资料)估算。以上方式均缺少精确的计算及理论支持，存在通风换气量过大、加热热媒过多等缺陷。对罐体自然对流情况下的表面热损失进行理论计算十分重要，可以有效避免工程中的设计缺陷。

1 罐体热损失计算理论公式

罐体常见型式及罐体外部构造分别见图1、2。

图1 罐体常见型式

图2 储罐外部构造示意图

罐体热损耗主要为自然对流换热及辐射热，依据文献[1-2]，当物体表面温度不高时，辐射热损耗占整体热损耗的比例较小，可忽略。根据罐体外壁构造，筒壁散热量按式(1)计算：

Q=FK(t1-t2)

(1)

式中Q为对流换热量，W；F为罐体自然对流换热面积，m2；K为罐体外壁平均传热系数，W/(m2·℃)；t1为罐体内液体温度，℃；……