Главная страница Случайная лекция Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика Мы поможем в написании ваших работ! |
РАСЧЕТ КАЛОРИФЕРА
13.1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПОДБОРА КАЛОРИФЕРОВ. Под расчетом подразумевается подбор калориферов. Исходные данные для, подбора калориферов: - количество нагреваемого воздуха; - расход теплоты; - параметры нагреваемого воздуха и теплоносителя. 1. Количество нагреваемого воздуха определяется по расходу необходимого для борьбы с расчетной вредностью выделяемым в вентилируемом помещении. 2. Расход теплоты обычно определяется по формуле:
, ( 13.1) где Q— количество нагреваемого воздуха; С -массовая теплоемкость воздуха; t 2— температура воздуха после нагревания (после калорифера); t 1 — температура воздуха до нагревания (до калорифера). Параметры нагреваемого воздуха выявляются во время расчета необходимого воздухообмена по нормативным данным или в процессе расчета воздухообмена по J-d -диаграмме влажного воздуха. Нередко температура приточного воздуха, поступающего в вентилируемое помещение, зависит от принципиальной схемы вентиляции, в частности места подачи воздуха; подается ли воздух, например: - непосредственно в рабочую зону; - под потолок в зону на некотором вертикальном расстоянии от рабочей зоны. В первом случае параметры воздуха, поступающего непосредственно в рабочую зону, должны удовлетворять требованиям хорошего самочувствия человека, а именно в первую очередь tи y ( t –температура, y — скорость воздуха). Во втором случае температура и скорость выхода воздуха из приточных отверстий может быть существенно ниже, а скорость выше комфортных параметров. Воздух поступающий на значительной высоте при опускании в рабочую зону нагреется за счет теплоизбытков в помещениях, а скорость снизится до комфортных значений, экономя энергию на нагрев в калорифере второго подогрева воздуха, прошедшего оросительное пространство форсуночной камеры. При вытяжной вентиляции через местные отсосы температура теплоносителя принимается такой же, как и для расчета систем отопления; Вентиляция гражданских зданий, температура теплоносителя принимается по температурному графику системы теплоснабжения в зависимости от средней наружной температуры самого холодного месяца по параметру –А СНиП (расчетная зимняя вентиляционная температура). Поверхность нагрева калорифера определяется по формуле:
, (13.2) где Q— расход теплоты на нагревание воздуха; К— коэффициент теплопередачи калорифера; Dt — среднеарифметическая разность температур между средней температурой теплоносителя и средней температурой нагреваемого воздуха; , (13.3) здесь Т 1, Т 2 — температуры воды до и после калорифера; t 1, t 2 — температуры воздуха до и после калориферов. В практике расчета поверхности нагрева калориферов, как правило, пользуются среднеарифметической разностью температур (11,3). Однако среднеарифметическое значение температурного напора всегда больше среднелогарифмического:
. (13.4) Если отношение > 0,6, то среднеарифметическая и среднелогарифмическая разности обеспечивают почти тождественные результаты (отличие друг от друга меньше чем на 3%). Если отношение < 0,6, то расчет калориферов следует произвести по среднелогарифмической разности температур. Коэффициент теплопередачи, несмотря на теоретическую возможность нахождения его с помощью безразмерных критериальных уравнений, определяется опытным путем (с целью большей достоверности) и выражается следующими формулами, записанными в общем виде: при обогревании калорифера паром (13.5) при обогревании водой (13.6) где yρ —-массовая скорость воздуха; v — скорость движения воды по трубкам теплоносителя.
При увеличении массовой скорости воздуха коэффициент теплопередачи возрастает, калориферная установка делается более компактной, но при этом увеличиваются гидравлическое сопротивление проходу воздуха через калориферы, мощность электродвигателя на вентиляторе, а следовательно, и стоимость эксплуатации калориферной установки. Поэтому возникает необходимость выявления экономически наивыгоднейшей массовой скорости воздуха. На основании технико-экономических расчетов наивыгоднейшая массовая скорость воздуха в калориферах принимается в пределах 4 —12 кг/(м2-с). В связи с этим базовой величиной при расчете калориферов является массовая скорость воздуха. Удобство применения именно массовой (а не объемной) скорости состоит в том, что значение ее не зависит от температуры воздуха, т. е. масса воздуха, проходящего через 1 м 2 площади живого сечения калорифера в единицу времени, является величиной постоянной. Одна из методик подбора (расчета) калориферов.1. Определяются площадь живого сечения F (м 2) калорифера для прохода воздуха: , (13.7) где G— количество нагреваемого воздуха, кг/ч; ρ — плотность воздуха, кг/м3; yρ — массовая скорость воздуха, принимаемая в пределах 4—12 кг/(м2-с). 1. По таблицам характеристик калориферов подбирают калориферы с живым сечением, максимально приближающимся к определенному по формуле (VI.5). 2. Определяют по фактическому живому сечению f ф фактическую массовую скорость воздуха: (13.8) 3. Вычисляют фактическую скорость теплоносителя воды в трубках калорифера: , (13.9) где Gv— расход теплоносителя, кг/ч; f тр — живое сечение трубок калориферов, м2; , (13.10) Q— расход теплоты на нагревание воздуха; t 1 - температура горячей воды в подающей магистрали (до калорифера); t 2 — температура обратной воды в магистрали (после калорифера); С — теплоемкость воды.
При определении скорости воды в трубках калорифера следует учесть способ питания теплоносителем (водой) калориферов: при параллельном присоединении расход теплоты (и теплоносителя) делится на число калориферов, при последовательном присоединении весь расход теплоносителя проходит через каждый из калориферов (рис. 13.1). 5. Определяют коэффициент теплопередачи калориферов К, исходя из фактической массовой скорости воздуха. Определение производят по данным испытаний калориферов. При обогреве калорифера, паром коэффициент теплопередачи калорифера (13.11) При обогреве калорифера водой , (13.12) где с, а, b — опытные коэффициенты; yρ — массовая скорость воздуха; v — скорость воды. Зная значения yρ и v, можно определить коэффициенты теплопередачи калорифера по соответствующим таблицам (или графикам), составленным для определенного типа калориферов и помещенным в соответствующих справочниках. 6. По результатам испытания калориферов определяют гидравлическое сопротивление движению воздуха р через калорифер: (13.13) где а, b - опытные коэффициенты. Данные о сопротивлении калориферов приводятся в таблицах или графиках справочников. 7. Определяют гидравлические потери в установке при движении теплоносителя, обогревающего калориферы. Расчет производят аналогично определению потерь давления в трубопроводах систем отопления. 8. Определяют отношение наименьшей разности температур к наибольшей (Т2—t 2 ) /(T1— t1 )для решения вопроса, по какой формуле (среднеарифметической или среднелогарифмической следует определять поверхность нагрева калориферов. 9. Вычисляют фактическую теплоотдачу калорифера (калориферной установки): (13.14) (13. 15) где FФ— фактическая поверхность калорифера; К — коэффициент теплопередачи калорифера; — среднеарифметическая разность температур; — среднелогарифмическая разность температур. При теплоносителе паре давлением 0,03 МПа Принимают (Т1 +Т2)/2 = 100°; при давлении пара более 0,3 МПа температура пара принимается в зависимости от его давления. Фактическая теплоотдача калориферной установки должна быть на 15—20% больше расчетной Q т. е. Q ф = (1,15 ¸ 1,2)Q. (13.16) 13.2. УСТАНОВКА КАЛОРИФЕРОВ Количество калориферов выбирают в зависимости от объема нагреваемого воздуха, степени его нагревания, теплопроизводительности одного калорифера. В случае применения нескольких калориферов их устанавливают параллельно при этом, воздух поступает одновременно во все калориферы (рис. 11.1,а), и последовательно, когда воздух проходит через все калориферы последовательно (рис: 13.1,-б). Калориферная группа может быть образована и из нескольких параллельных рядов, установленных последовательно (рис. 13.1,в). Как правило, все калориферы, установленные параллельно и последовательно по направлению воздуха, должны быть одинаковы по типу и размеру,
Рис. 13.1. Различные способы включения калориферов: а — параллельно по ходу воздуха и по ходу теплоносителя; б — то же, последовательно; в — две параллельные группы калориферов установлены последовательно по ходу воздуха; по ходу теплоносителя все калориферы присоединены параллельно (запорная арматура не показана).
Выбор оптимального типа калориферной установки производится на основании технико-экономических расчетов. Например, при установке последовательно ряда калориферов увеличивается сопротивление движущемуся воздуху, а следовательно, расход энергии, число рядов подогревателя и скорость движения воздуха в его живом сечении. При последовательной установке калориферов по ходу теплоносителя скорость движения воды в трубках калориферов увеличивается. Соответственно повышается и коэффициент теплопередачи. Так, при присоединении двух калориферов последовательно по ходу теплоносителя коэффициент теплопередачи повысятся в 1,5 раза, а поверхность нагрева уменьшается на 10—13%. При последовательной установке трех калориферов коэффициент теплопередачи увеличится в 1,24 раза, поверхность нагрева уменьшится приблизительно на 20%. Однако при этом с увеличением скорости теплоносителя (воды) возрастает гидравлическое сопротивление трубопроводов. Поэтому не следует увеличивать скорость выше предельно допустимых. При теплоносителе паре применяется только параллельная обвязка калориферов трубопроводами.
Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 1833; Нарушение авторских прав Мы поможем в написании ваших работ! |