Как найти мощность теплообменника

Мощность теплообменника – это ключевой параметр, который используется при расчете теплообменного аппарата. Он рассчитывается по следующей формуле:

Тепловая мощность (Р, кВт).
Тепловая мощность – это отданное оборудованием количество тепла. Определить тепловую нагрузку можно при помощи формулы
P = m * cp *δt, где m – расход среды, cp – удельная теплоемкость (для воды, нагретой до 20 градусов, равна 4,182 кДж/(кг *°C)), δt – разность температур на входе и выходе одного контура (t1 – t2).

Мощность ,обычно, измеряется в кВт или ккал./ч

Полный расчет мощности теплообменного аппарата достаточно сложен и трудоемок. Задача этой статьи показать способы укрупненного определения мощности теплообменника в различных сферах применения. Определив таким образом мощность теплообменника, заказчик сможет оценить «общую картину», а детали и тонкости лучше отдать на проработку нашим инженерам.
Итак, рассмотрим различные сферы, где применяются пластинчатые теплообменники и определим их мощность:

1. Система отопления.
   В этом случае лучше ориентироваться на отапливаемую площадь. Например, у вас обычное жилое помещение (дом, квартира, отапливаемый офис и т.д.) и при этом высота потолка до 2,7 м. Вы можете использовать следующее соотношение – 10 м2 площади соответствует 1 кВт мощности.
2. Система ГВС.
   В такой системе можно взять за основу максимальный расход 60С горячей воды через 1 точку водоразбора. Это расход, усредненно, составляет – 150 л./ч., что соответствует 10 кВт.
3. Теплый пол.
   Тут все просто. Производители теплых полов рекомендуют использовать следующее соотношение: на 1 м2 теплого пола идет 0,15 кВт. Мощности теплообменника
4. Нагрев бассейна.
   При расчете мощности теплообменника для нагрева бассейна используется соотношение: Для открытого (не в помещении) бассейна – 1 м3.ч. объема соответствует 1 кВт. Мощности. Для закрытого (в помещении) бассейна – 1 м3.ч. объема соответствует 0,75 кВт. мощности.

Если вы планируете приобретать пластинчатый теплообменник и вам необходимо определить его мощность – вы можете обратиться к нашим специалистам. У нас более чем 10 летний опыт производства теплообменных аппаратов.

РАДЫ ПОМОЧЬ ВАМ:

Если вы не нашли ответа на свой вопрос в нашей статье или 
вам необходим подбор теплообменника, обращайтесь к нам:

ТЕЛЕФОН: +7 (800) 301-02-65 (бесплатный номер)

8-902-403-22-00 (WhatsApp, Viber)

АДРЕС: Россия, г. Краснодар, ул. Дзержинского 94/1

EMAIL: info@teploobmennik-russia.ru

Мы всегда на связи!

Расчет пластинчатого теплообменника – это процесс технических расчетов, предназначенный для поиска желаемого решения в теплоснабжении и его осуществления.

Данные теплообменника, которые нужны для технического расчета:

• тип среды (пример вода-вода, пар-вода, масло-вода и др.)
• тепловая нагрузка (Гкал/ч) или мощность (кВт)
• массовый расход среды (т / ч) – если не известна тепловая нагрузка
• температура среды на входе в теплообменник °С (по горячей и холодной стороне)
• температура среды на выходе из теплообменника °С (по горячей и холодной стороне)

Для расчета данных также понадобятся:

• из технических условий (ТУ), которые выдает теплоснабжающая организация
• из договора с теплоснабжающей организацией
• из технического задания (ТЗ) от гл. инженера, технолога

Подробнее об исходных данных для расчета

1. Температура на входе и выходе обоих контуров.
   Для примера рассмотри котел, в котором максимальное значение входной температуры – 55°С, а LMTD равен 10 градусам. Так, чем больше эта разница, тем дешевле и меньше в размерах теплообменник.
2. Максимально допустимая рабочая температура, давление среды.
   Чем хуже параметры, тем ниже цена. Параметры и стоимость оборудования определяют данные проекта.
3. Массовый расход (m) рабочей среды в обоих контурах (кг/с, кг/ч).
   Проще говоря – это пропускная способность оборудования. Очень часто может быть указан всего один параметр – объем расходов воды, который предусмотрен отдельной надписью на гидравлическом насосе. Измеряют его в кубических метрах в час, или в литрах в минуту.
   Умножив объем пропускной способности на плотность, можно высчитать общий массовый расход. Обычно плотность рабочей среды изменяется в зависимости от температуры воды. Показатель для холодной воды из центральной системы равен 0.99913.
4. Тепловая мощность (Р, кВт).
   Тепловая нагрузка – это отданное оборудованием количество тепла. Определить тепловую нагрузку можно при помощи формулы (если нам известны все параметры, что были выше):
   P = m * cp *δt, где m – расход среды, cp – удельная теплоемкость (для воды, нагретой до 20 градусов, равна 4,182 кДж/(кг *°C)), δt – температурная разность на входе и выходе одного контура (t1 – t2).
5. Дополнительные характеристики.

• для выбора материала пластин стоит узнать вязкость и вид рабочей среды;
• средний температурный напор LMTD (рассчитывается по формуле ΔT1 – ΔT2/( In ΔT1/ ΔT2), где ΔT1 = T1(температура на входе горячего контура) – T4(выход горячего контура)
  и ΔT2 = T2 (вход холодного контура) – T3 (выход холодного контура);
• уровень загрязненности среды (R). Его редко учитывают, так как данный параметр нужен только в определенных случаях. К примеру: система центрального теплоснабжения не требует данный параметр.

Подбор и расчет стоимости теплообменника удобным для вас способом

Виды технического расчета теплообменного оборудования

Тепловой расчет

Данные теплоносителей при техническом расчете оборудования должны быть обязательно известны. Среди этих данных должны быть: физико-химические свойства, расход и температуры (начальная и конечная). Если данные одного из параметров не известны, то его определяют с помощью теплового расчета.

Тепловой расчет предназначен для определения основных характеристик устройства, среди которых: расход теплоносителя, коэффициент теплоотдачи, тепловая нагрузка, средняя разница температур. Находят все эти параметры с помощью теплового баланса.

Давайте рассмотрим пример общего расчета.

В аппарате теплообменника тепловая энергия циркулирует от одного потока к другому. Это происходит в процессе нагрева или охлаждения.

Q = Q_г= Q_х

Q – количество теплоты передаваемое или принимаемое теплоносителем [Вт],

Откуда:

Q_г = G_гc_г·(t_гн – t_гк) и Q_х = G_хc_х·(t_хк – t_хн)

где:

G_г,х
– расход горячего и холодного теплоносителей [кг/ч];
с_г,х – теплоемкости горячего и холодного теплоносителей [Дж/кг·град];
t_{г,х н} – начальная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];
t_{г,х к}
– конечная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];

При этом, учитывайте, что количество входящей и выходящей теплоты во много зависит от состояния теплоносителя. Если в процессе работы состояние стабильно, то расчет производим по формуле выше. Если хоть один теплоноситель меняет свое агрегатное состояние, то расчет входящего и выходящего тепла стоит производить по формуле ниже:

Q = Gc_п·(t_п – t_нас)+ Gr + Gc_к·(t_нас – t_к)

где:

r – теплота конденсации [Дж/кг];
с_п,к – удельные теплоемкости пара и конденсата [Дж/кг·град];
t_к
– температура конденсата на выходе из аппарата [°C].

Первый и третий члены стоит исключать из правой части формулы, если конденсат не охлаждается. Исключив эти параметры, формула будет иметь следующее выражение:

Qгор
= Qконд
= Gr

Благодаря данной формуле определяем расход теплоносителя:

Gгор
= Q/cгор(tгн
– tгк) или Gхол
= Q/cхол(tхк
– tхн)

Формула для расхода, если нагрев идет паром:

G_пара = Q/ Gr

где:

G – расход соответствующего теплоносителя [кг/ч];
Q – количество теплоты [Вт];
с – удельная теплоемкость теплоносителей [Дж/кг·град];
r – теплота конденсации [Дж/кг];
t_{г,х н} – начальная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];
t_{г,х к} – конечная температура горячего и холодного теплоносителей [°C].

Основная сила теплообмена – разница между его составляющими. Это связано с тем, что проходя теплоносители, температура потока меняется, в связи с этим меняются и показатели разницы температур, поэтому для подсчетов стоит использовать среднестатистическое значение. Разницу температур в обоих направлениях движения можно высчитать с помощью среднелогарифмического:

∆t_ср = (∆t_б – ∆t_м) / ln (∆t_б/∆t_м) где ∆t_б, ∆t_м
– большая и меньшая средняя разность температур теплоносителей на входе и выходе из аппарата. Определение при перекрестном и смешанном токе теплоносителей происходит по той же формуле с добавлением поправочного коэффициента
∆t_ср = ∆t_ср ·f_попр . Коэффициент теплопередачи может быть определен следующим образом:

1/k = 1/α₁ + δ_ст/λ_ст + 1/α₂ + R_заг

в уравнении:

δ_ст
– толщина стенки [мм];
λ_ст
– коэффициент теплопроводности материала стенки [Вт/м·град];
α_1,2 – коэффициенты теплоотдачи внутренней и внешней стороны стенки [Вт/м²·град];
R_заг – коэффициент загрязнения стенки.

Конструктивный расчет

В данном виде расчета, существуют два подвида: расчет подробный и ориентировочный.

Расчет ориентировочный предназначен для определения поверхности теплообменника, размера  его проходного сечения, поиска приближенных коэффициентов значения теплообмена. Последняя задача выполняется с помощью справочных материалов.

Ориентировочный расчет поверхности теплообмена производят благодаря следующим формулам:

F = Q/ k·∆t_ср [м²]

Размер проходного сечения теплоносителей определяют из формулы:

 S = G/(w·ρ) [м²]

где:

G – расход теплоносителя [кг/ч];
(w·ρ) – массовая скорость потока теплоносителя [кг/ м²·с]. Для расчета скорость потока принимают исходя из типа теплоносителей:

Вид теплоносителя	Скорость потока, м/с
Вязкие жидкости	<1
Маловязкие жидкости	1-3
Запыленные газы	5-10
Чистые газы	10-15
Пар насыщенный	30-50

После проведения конструктивного ориентировочного расчета выбирают определенные теплообменники, которые полностью подходят для требуемых поверхностей. Количество теплообменников может достигать как одной, так и нескольких единиц. После на выбранном оборудовании проводят подробный расчет, с заданными условиями.

После проведения конструктивных расчетов будут определенны дополнительные показатели для каждого вида теплообменников.

Если используется пластинчатый теплообменник, то нужно определить значение греющих ходов и значение среды, которую нагревают. Для этого мы должны применить следующую формулу:

X_гр/X_нагр = (G_гр/G_нагр)^0,636 · (∆P_гр/∆P_нагр)^0,364 · (1000 – t _{нагр ср}/ 1000 – t_{гр ср})

где:

G_{гр, нагр} – расход теплоносителей [кг/ч];
∆P_{гр, нагр} – перепад давления теплоносителей [кПа];
t_{гр, нагр ср} – средняя температура теплоносителей [°C];

Если соотношение Хгр/Хнагр будет меньше двух, то выбираем компоновку симметрическую, если больше двух – несимметричную.

Ниже представлена формула, по которой высчитываем количество каналов среды:

m_нагр = G_нагр / w_опт·f_мк·ρ·3600

где:

G_нагр – расход теплоносителя [кг/ч];
w_опт – оптимальная скорость потока теплоносителя [м/с];
f_к – живое сечение одного межпластинчатого канала (известно из характеристик выбранных пластин);

Гидравлический расчет

Технологические потоки, проходя через теплообменное оборудование, теряют напор или давление потоков. Это связано с тем, что каждый аппарат имеет собственное гидравлическое сопротивление.

Формула, используемая для нахождения гидравлического сопротивления, которое создают аппараты теплообмена:

∆Р_п = (λ·(l/d) + ∑ζ) · (ρw²/2)

где:

∆p_п
– потери давления [Па];
λ – коэффициент трения;
l
– длина трубы [м];
d
– диаметр трубы [м];
∑ζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
ρ – плотность [кг/м³];
w – скорость потока [м/с].

Как проверить правильность расчета пластинчатого теплообменника?

При расчете данного теплообменника обязательно нужно указать следующие параметры:

• для каких условий предназначен теплообменник, и какие показатели он будет выдавать.
• все конструктивные особенности: количество и компоновка пластин, используемые материалы, типоразмер рамы, тип присоединений, расчетное давление и т.д.
• габариты, вес, внутренний объем.

– Габариты и типы присоединений

– Расчетные данные

Они должны подходить под все условия, в которых будет подключаться, и работать наш теплообменник.

– Материалы пластин и уплотнений

в первую очередь должны соответствовать всем условия эксплуатации. Для примера: к агрессивной среде не допускаются пластины из простой нержавеющей стали, или, если разбирать совсем противоположную среду, то ставить пластины из титана, для простой системы отопления не нужно, это не будет иметь никакого смысла. Более подробное описание материалов и их соответствия определенной среде, вы можете посмотреть здесь.

– Запас площади на загрязнение

Не допускаются слишком большие размеры (не выше 50%). Если параметр больше – теплообменник выбран некорректно.

Пример расчета пластинчатого теплообменника

Исходные данные:

• Нагрузка (кол-во тепла) 2,5 Гкал/час
• Массовый расход 65 т/час
• Среда: вода
• Температуры: 95/70 град С

Переведем данные в привычные величины:

Q = 2,5 Гкал/час = 2 500 000 ккал/час

G = 65 000 кг/час

Давайте проведем расчет по нагрузке, чтобы узнать массовый расход, так как данные тепловой нагрузки являются самыми точными, ведь покупатель или клиент не способен точно подсчитать массовый расход.

Выходит, что представленные данные являются неверными.

Данную форму также можно использовать, когда мы не знаем каких-либо данных. Она подойдет если:

• отсутствует массовый расход;
• отсутствуют данные тепловой нагрузки;
• неизвестна температура внешнего контура.

К примеру:

	Горячая сторона	Холодная сторона
Т1/Т2	135/9 ℃	40/70 ℃
Расход	100т/ч

Вот так мы с вами нашли неизвестный нам ранее массовый расход среды холодного контура, имея лишь параметры горячего.

Как рассчитать пластинчатый теплообменник (видео)

тепловая мощность (нагрузка). Определяет количество тепла, которое отдает агрегат. Расчет тепловой нагрузки теплообменника выполняется по формуле P=m×cp×δt, где m означает расход среды, cp — удельную теплоемкость, а δt — разницу температур на входе и выходе контура.

Как рассчитать тепловую нагрузку на теплообменник?

Определить тепловую нагрузку можно при помощи формулы (если нам известны все параметры, что были выше): P = m * cp *δt, где m – расход среды, cp – удельная теплоемкость (для воды, нагретой до 20 градусов, равна 4,182 кДж/(кг *°C)), δt – температурная разность на входе и выходе одного контура (t1 – t2).

Как рассчитать площадь поверхности теплообмена?

Расчет поверхности теплообменника

1. Q=KFt_ср (Вт)
2. K – это коэффициент (коэф-т) теплопередачи, t_ср – общая средняя разность температур между близлежащими теплоносителями, а F – площадь теплообмена в метрах квадратных.

Как подобрать теплообменник для отопления?

Для выбора теплообменника необходимо знать:

1. Мощность процесса теплообмена.
2. Источник тепла.
3. Максимальная рабочая t, температурные графики источника тепла и системы-потребителя.
4. Схема присоединения ГВС.
5. Тип среды: сведения о греющей и нагреваемой среде (t на входе и выходе, потери давления и расход среды).

Как рассчитать теплообменник?

Он рассчитывается по следующей формуле: Тепловая мощность (Р, кВт). P = m * cp *δt, где m – расход среды, cp – удельная теплоемкость (для воды, нагретой до 20 градусов, равна 4,182 кДж/(кг *°C)), δt – разность температур на входе и выходе одного контура (t1 – t2).

Как рассчитать теплообменный аппарат?

Q = F‧k‧Δt, где:

1. Q – размер теплового потока, Вт;
2. F – площадь рабочей поверхности, м2;
3. k – коэффициент передачи тепла;
4. Δt – разница между температурами носителей на выходе в аппарат и на выходе из него. Также величина называется температурным напором.

Как рассчитать теплообменник для печи?

Все расчеты габаритов теплообменника всегда приблизительны. К примеру, на обогрев обычного банного помещения необходимо около 5кВт – то есть именно столько энергии должна дать системе печь с теплообменником. А 1 квадратный метр площади теплообменника – это около 8-9 кВт во время топки.

Как рассчитать коэффициент теплоотдачи?

Коэффициент теплопередачи:

K = 1 / (1 / αa + δ / λ + 1 / αb);

Какие бывают виды теплообменников?

Пластинчатые теплообменники, Пластинчато-ребристые теплообменники, Графитовые теплообменники, Миниканальные теплообменники.

Как определить температурный напор?

Температурный напор – Разность характерных температур среды и стенки (или границы раздела фаз) или двух сред, между которыми происходит теплообмен. Местный Т. н. — разность температур среды и местной температуры стенки (границы раздела фаз) либо разность температур двух сред в данном сечении теплообменной системы.

Как найти площадь полной поверхности цилиндра?

Площадь полной поверхности цилиндра

Для нахождения полной площади цилиндра нужно к полученной Sбок добавить площади двух окружностей, верха и низа цилиндра, которые считаются по формуле Sо = 2π * r2. Конечная формула выглядит следующим образом: Sпол = 2π * r2 + 2π * r * h.

В чем измеряется поверхность теплообмена?

F – площадь поверхности обмена теплоты, измеряемая в квадратных метрах. В свою очередь, проведя необходимые математические преобразования, можно определить поверхность теплообмена, зная количество теплоты, разность теплот и коэффициент отдачи теплоты.

Как сделать тепловой расчет для дома?

Формула расчета тепловой энергии, требуемой для нагрева помещения, является следующей: Мк = 1,2 * Тп (Мк – это измеряемая в кВт мощность, которой обладает генератор тепла, Тп – это объем теплопотерь жилой конструкции, а 1,2 – это необходимый запас, который должен быть равен 20%).

Что такое тепловой напор?

Температурный напор — Температурный напор разность характерных температур среды и стенки (или границы раздела фаз) или двух сред, между которыми происходит теплообмен.

Что такое тепловой расчет?

Теплотехнический расчет (тепловой расчет/ расчет тепловых потерь) — первоочередной документ для решения задачи теплоснабжения здания. Тепловой расчет/ расчет тепловых потерь определяет потребность объекта в тепловой энергии, затраты тепла каждого помещения, годовое и суточное потребление топлива.

Как посчитать теплопотери частного дома?

Q = S · (ΔT / Rt)

1. Q —тепловые потери, Вт;
2. S — площадь стен, м2;
3. ΔT — разница температур внутри и снаружи помещения, ° С;
4. Rt — сопротивление теплопередаче, м2·°С/Вт.

Как отопить дом 100м2?

Отопить дом площадью 100 м2, можно различными способами: газом, твердым топливом, электрическим котлом или тепловым насосом.
…
Особенности отопления газом

1. Автоматическая подача газа в дом – одно из главных достоинств газового отопления.
2. Не требует регулярного обслуживания процесса сжигания топлива на протяжении сезона.

Что такое теплопотери дома?

В холодный период года, внутри дома и за его пределами температуры будут разными. Согласно законам физики, система «улица — внутридомовые помещения», будет стремиться к равновесию. Внутренние помещения дома будут терять часть своего тепла. Это и есть теплопотери.

В чем измеряется коэффициент теплоотдачи?

Коэффициент теплоотдачи

— плотность теплового потока при перепаде температур на 1 K, измеряется в Вт/(м²·К).

В чем измеряется мощность теплообменника?

Равен пропускной способности разборного пластинчатого теплообменника. Измеряется в л/с, л/ч, м3/ч, кг/ч.

Каким способом осуществляется теплообмен?

Теплообмен — это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом. Теплообмен всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой. Когда температуры тел выравниваются, теплообмен прекращается.

Как посчитать площадь полого цилиндра?

Объем полого цилиндра, вычисленный через внутренний и наружный радиусы

1. Площадь основания S = π ⋅ ( r 1 2 − r 2 2 ) displaystyle{ S = pi cdot (r_1^2 – r_2^2) } S=π⋅(r12​−r22​) =0.
2. Площадь внутренней и внешней боковой поверхности
3. Общая площадь

Как найти площадь дна цилиндра?

S = 2 π r h {S = 2pi r h} S=2πrh, где π — число Пи (3,14159…), r — радиус основания цилиндра, h — высота цилиндра.

Как найти площадь поверхности круга?

Формула вычисления площади круга

1. S = π × r2, где r — это радиус, π — это константа, которая выражает отношение длины окружности к диаметру, она приблизительно равна 3,14.
2. S = d2 : 4 × π, где d — это диаметр.
3. S = L2​ : (4 × π), где L — это длина окружности.

Где происходит теплообмен?

ТЕПЛООБМЕН (передача тепловой энергии), процесс переноса теплоты от одного объекта к другому. Перенос происходит в течение времени, когда два или более тела при разных температурах находятся в термоконтакте.

Как происходит процесс теплопередачи?

Когда физические тела одной системы находятся при разной температуре, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия.

В чем состоит сущность теплообмена излучением?

Тепловое излучение (радиационный теплообмен) – способ переноса теплоты в пространстве, осуществляемый в результате распространения электромагнитных волн, энергия которых при взаимодействии с веществом переходит в тепло.

Как рассчитать теплоотдачу теплообменника?

Q = F‧k‧Δt, где:

1. Q – размер теплового потока, Вт;
2. F – площадь рабочей поверхности, м2;
3. k – коэффициент передачи тепла;
4. Δt – разница между температурами носителей на выходе в аппарат и на выходе из него. Также величина называется температурным напором.

Как рассчитать мощность пластинчатого теплообменника?

Он рассчитывается по следующей формуле: Тепловая мощность (Р, кВт). P = m * cp *δt, где m – расход среды, cp – удельная теплоемкость (для воды, нагретой до 20 градусов, равна 4,182 кДж/(кг *°C)), δt – разность температур на входе и выходе одного контура (t1 – t2).

Как найти площадь теплообмена?

Расчет поверхности теплообменника

1. Q=KFt_ср (Вт)
2. K – это коэффициент (коэф-т) теплопередачи, t_ср – общая средняя разность температур между близлежащими теплоносителями, а F – площадь теплообмена в метрах квадратных.

Как определить коэффициент теплопередачи?

1. Коэффициент теплопередачи: K = 1 / (1 / αa + δ / λ + 1 / αb);
2. Тепловой поток: q = k×(Тfа – Тfb);
3. Передаваемая мощность: P = q×S;
4. Температура стенки А: Тwа = (αa×Тfа – q) / αa;
5. Температура стенки B: Тwb = (αb×Тfb + q) / αb.

Что называется коэффициентом теплоотдачи?

Коэффициент теплоотдачи α – характеризует интенсивность теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой. Коэффициент α показывает, какое количество тепла передается от единицы поверхности стенки к жидкости в единицу времени при разности температур между стенкой и жидкостью в 1 градус (К), .

Как производится расчет системы отопления?

Тепловая мощность системы отопления для здания или помещения с потолками выше стандартных рассчитывается исходя из следующего условия: Q=V*41 Вт (34 Вт), где V – наружный объем помещения в м?, А 41 Вт – удельное количество тепла, необходимое для обогрева одного кубометра здания стандартной постройки (в панельном доме).

Как проводится расчет системы отопления?

Расчет тепловой нагрузки на отопление предполагает определение тепловых потерь(Тп) и мощности котла (Мк).
…
Мк=1,2* Тп, где:

1. Мк – тепловая производительность системы отопления, кВт;
2. Тп – тепловые потери дома;
3. 1,2 – коэффициент запаса (составляет 20%).

Что является теплообменником?

Теплообменник — техническое устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя средами, имеющими различные температуры. По принципу действия теплообменники подразделяются на рекуператоры и регенераторы. В рекуператорах движущиеся теплоносители разделены стенкой.

Как правильно подобрать пластинчатый теплообменник?

При подборе теплообменника от разных производителей важно соотнести толщину пластин в их предложениях.
…
Специалисты рекомендуют:

1. толщина пластин для теплообменников более ДУ150 от 0,6 мм;
2. менее ДУ150 и давление от 10 Бар – 0,5 мм;
3. менее ДУ150 и давление до 10 Бар – 0,4 мм.

Какой теплообменник выбрать?

Медь Лучший вариант теплообменника. Низкая инерционность, малый вес, устойчивость металла к коррозии, долговечность – плюсов у приборов этого типа множество. Главный недостаток – высокая цена меди.

Что называется конвективной теплоотдачей?

Процесс теплообмена между поверхностью твердого тела и жидкостью называется конвективной теплоотдачей, а поверхность тела, через которую переносится теплота, – поверхностью теплообмена.

Что такое теплопередача Физика 8 класс?

– один из способов изменения внутренней энергии тела (или системы тел), при этом внутренняя энергия одного тела переходит во внутреннюю энергию другого тела без совершения механической работы.

Как рассчитать конвекцию?

Num = c×Ramn ; где Ram – число Рэлея, причем за определяющую температуру для его расчета принята средняя температура пограничного слоя: Tm = (Tп + Tс) / 2; Определяющим размером в данном расчете является ширина или высота поверхности свободной конвекции, в зависимости от ее расположения.

Как рассчитать теплообменник для охлаждения?

Q = F‧k‧Δt, где:

1. Q – размер теплового потока, Вт;
2. F – площадь рабочей поверхности, м2;
3. k – коэффициент передачи тепла;
4. Δt – разница между температурами носителей на выходе в аппарат и на выходе из него. Также величина называется температурным напором.

Как определить площадь теплообмена?

Расчет поверхности теплообменника

1. Q=KFt_ср (Вт)
2. K – это коэффициент (коэф-т) теплопередачи, t_ср – общая средняя разность температур между близлежащими теплоносителями, а F – площадь теплообмена в метрах квадратных.

Что такое тепловая мощность теплообменника?

Мощность теплообменника – это ключевой параметр, который используется при расчете теплообменного аппарата. Он рассчитывается по следующей формуле: Тепловая мощность (Р, кВт).

Как классифицируются теплообменные аппараты?

Теплообменные аппараты — устройства, в которых осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. По принципу действия теплообменные аппараты (теплообменники) разделяются на рекуперативные, регенеративные и смесительные.

Как работает кожухотрубный теплообменник?

Работа кожухотрубного теплообменника заключается в том, что холодная и горячая рабочие среды двигаются по разным кожухам, и теплообмен происходит в пространстве между ними. Рабочей средой внутри труб является жидкость, в то время как горячий пар проходит в расстоянии между труб, образуя конденсат.

Как по другому называется теплообменник?

В автомобилях с современными и сложными двигателями присутствует элемент охлаждения моторной смазки – масляный радиатор или по другому ТЕПЛООБМЕННИК.

Как по другому назвать теплообменник?

Теплообме́нник, теплообме́нный аппарат — устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному (нагреваемому). Теплоносителями могут быть газы, пары, жидкости. В зависимости от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели и как охладители.

Что такое теплообменник в многоквартирном доме?

Пластинчатый теплообменник для многоквартирного дома – универсальное решение, которое позволяет получать горячую воду за счет работы отопительной системы, без задействования дополнительного оборудования и не расходуя дополнительную энергию.

Что такое тепловая нагрузка?

Тепловая нагрузка соответствует потребности помещения в тепле за час, при расчётной для системы отопления температуре наружного воздуха. То есть, тепловая нагрузка это максимальное количество тепла которое может потребить система отопления за один час.

Чем выше сопротивление теплопередаче R конструкции тем?

Чем больше сопротивление теплопередаче конструкции, тем выше ее теплоизоляционные свойства, т. е. тем меньший тепловой поток, проходит через эту конструкцию, тем меньше потери тепла через нее. Сопротивление теплопередаче обозначается буквой R, единица измерения: м2·оС/Вт.

Каким выражением определяется тепловой поток q при теплопередаче?

1.2.

Расчет теплопередачи через плоскую стенку удобно выполнять, используя поверхностную плотность теплового потока, которая, как известно, связана с тепловым потоком простым соотношением q = Q/F, где F – площадь поверх- ности теплообмена.

Как считать тепловой поток?

q = Q/F, где Q – тепловой поток, Вт; F – площадь стенки, м2 .

4.1. Определение тепловой мощности теплообменника.

Учитывая тепловой
излучатель с тепловым балансом (1.1)
теплота, получаемая в теплообменнике,
передаётся тепловому излучателю, но
часть её теряется при транспортировке
по теплотрассе. Так как теплота
пропорциональна соответствующему
тепловому потоку, то тепловой баланс
можно представить следующим образом:

(4.1)

где

– тепловой поток от теплообменника в
теплотрассу, Вт;

– тепловой поток
потерь по теплотрассе от теплообменника
до теплового излучателя, Вт;

– поток с поверхности
излучателя, Вт.

В момент прохождения
(течения) теплоносителя по теплотрассе,
путём теплообмена, теплота передаётся
внутреннему слою. Затем поток теплоты
проходит второй (внешний) слой путём
теплопроводности, после чего теплота
излучается в окружающую среду за счёт
лучистого теплообмена. Поскольку
внутренний слой теплотрассы тонкий, а
его теплопроводность достаточно высокая,
можно принять допущение, сто весь
внутренний слой теплотрассы имеет
одинаковую температуру, равную температуре
теплоносителя. Основываясь на принципе
непрерывности теплового потока, можно
записать систему уравнений:

=

(4.2)

=
σ
(4.3)

где

– теплопроводность второго (наружного)
слоя теплотрассы,
;

– длинна теплотрассы,
м;

– температура
теплоносителя, К;

– температура на
поверхности теплотрассы, К;

,
– внешний и внутренний радиусы второго
слоя теплотрассы, м;

– коэффициент
черноты поверхности теплотрассы;

– площадь поверхности
теплотрассы,
.

Приравняв уравнения
(4.2) и (4.3), получаем следующее:

+


–


= 0 (4.4)

Здесь
А =
;

В =
;

С =
σ.

Поскольку необходимо
найти внешний и внутренний радиусы
второго слоя теплотрассы (
,
). Они будут находиться по следующим
формулам:

=

+

=

+ 0,03 = 0,0675 м; (4.5)

=

+

= 0,0675 + 0,15 = 0,2175 м. (4.6)

где

– диаметр внутренний, м;

,
– толщина внутреннего и внешнего слоя
теплопровода, м.

Уравнение (4.4) можно
решить относительно
,
применив функцию пакета стандартных
программ Microsoft
Excel
«Подбор параметра» или «Поиск решения».
При введённых данных получается

= 236,4 К.

Найденная температура
поверхности теплотрассы (),
подставляется в формулу (4.2) и выходит,
что тепловой поток с поверхности
теплотрассы от теплообменника до
теплового излучателя будет равен:

0,05∙5,67∙∙27,318∙430,2
Вт.

Следовательно,
мощность теплообменника должна быть
следующая:

430,2
+ 10515,5 = 10945,7 Вт.

4.2. Определение параметров теплообменника.

Теплообменник
обладает следующими параметрами: число
рядов, число труб в ряду, размер труб,
мощность теплового потока первичного
теплоносителя.

Для того, чтобы
определить число труб, необходимо наитии
их площадь, а площадь их вычисляется по
следующей формуле:

(4.7)

Удельный поток
теплоты от первичного теплоносителя к
трубам теплообменника определяется по
закону Ньютона:

α(
)
(4.8)

где
α
– средний коэффициент теплоотдачи,
;

– средняя температура
первичного теплоносителя, К;

– температура на
поверхности труб теплообменника, К.

Среднюю температуру
первичного теплоносителя можно определить
по формуле:

=

=950 К.
(4.9)

где

– температура первичного теплоносителя
на входе и выходе теплообменника
соответственно, К.

Температура на
поверхности труб теплообменника
приблизительно равна температуре
вторичного теплоносителя на выходе,
так как трубы имеют малую толщину и
высокий коэффициент теплопередачи.
Температуру теплоносителя на выходе
из теплообменника можно определить из
уравнения:

(4.10)

где

– потери теплоты по теплотрассе, К.

Так как тепловой
поток пропорционален температуре, то
потери температуры по теплотрассе можно
определить из соотношения:

(4.11)

В ходе выведения
потерь теплоты ()
из выше упомянутого соотношения (4.11),
получается:

= 353∙

= 14 К
(4.12)

Подставив полученные
данные в формулу (4.10) температура на
поверхности труб теплообменника
получается:

353
+ 14 = 367 К.

Далее необходимо
найти коэффициент теплоотдачи, который
зависит от режима течения первичного
теплоносителя. В соответствии с теорией
подобия, необходимый режим течения
определяется критерием Рейнольдса.

Re
=

(4.13)

где ω
– скорость течения первичного
теплоносителя в самом узком месте
теплообменника,
;

– внешний диаметр
труб теплообменника, м;

ν – вязкость
первичного теплоносителя,
;

Вязкость первичного
теплоносителя берётся в зависимости
от температуры. При температуре воздуха
950К вязкость воздуха равна 118,95∙

. Применив
соответствующие данные, критерий
Рейнольдса будет равен:

Re
=

= 3430

Поскольку коэффициент
Рейнольдса 3430, что больше чем 2300.
Следовательно, течение турбулентное.

При таких данных,
а это: турбулентное течение и коридорное
расположение труб, критерий Нуссельта
определяется по формуле:

Nu
=0,26

(4.14)

где
Pr,
– критерий Прандтля для воздуха и стенок
труб соответственно.

Pr
= 0,73 (Приложение А);

= 0,65. Учитывая эти параметры критерий
Нуссельта равен:

Nu
= 0.26 ∙

∙

∙

= 38.6

Коэффициент
теплоотдачи можно получить из формулы
(4.15), связанную с критерием Нуссельта.

Nu
=

(4.15)

где
λ
– теплопроводность воздуха,
.
λ
= 7,8 ∙

– коэффициент
теплоотдачи, начиная с третьего ряда,

При выводе
коэффициент теплоотдачи для третьего
и последующих рядов равен:

= Nu
= 38,6 ∙

= 88,6

(4.16)

Для первого ряда
коэффициент теплоотдачи равен:

= 0,6

= 0,6 ∙ 88,6 = 53,1

(4.17)

Для второго ряда
коэффициент теплоотдачи равен:

= 0,7

= 0,7 ∙ 88,6 = 62

(4.18)

Средний коэффициент
теплоотдачи в теплообменнике равен:

=

=

= 76,2

(4.19)

Выше полученные
данные подставляются в формулу (4.8) и
определяется удельный поток тепла от
первичного теплоносителя к трубам
теплообменника:

= 76,2 ∙
(950-367) = 44424,6

Подставляем
найденные значения в формулу (4.7). Площадь
всех труб теплообменника равна:

=

= 0,25

Длинной одной
трубы необходимо задаться, пусть l
=0,2м. тогда
диаметр одной трубы теплообменника
будет равен:

d
=

=

= 0.016 м (4.20)

где
d
– диаметр
одной трубы теплообменника, м;

– площадь всех
труб теплообменника,
;

π –

l
– длинна
одной трубы теплообменника, м;

n
– количество труб в теплообменнике,
шт.

Мощность теплового
потока первичного теплоносителя
определяется следующим образом:

Ф
=

(4.21)

где
Ф – мощность теплового потока первичного
теплоносителя, Вт;

Q
– теплота, вносимая с первичным
теплоносителем, Дж;

τ
– время прохождения теплоты, с.

Для нахождения
мощности теплового потока первичного
теплоносителя, необходимо найти теплоту,
вносимую с первичным теплоносителем.
Искомая теплота вычисляется следующим
образом:

Q
=

(4.22)

где

– теплоёмкость воздуха,
;

= 1130

;

– масса подаваемого
воздуха, кг;

– начальная
температура наружного воздуха, К.

= 243К.

Количество
пройденного воздуха за одну секунду
определяется по формуле:

= 3ω
= 3 ∙ 1,3 ∙ 0,2 ∙ 12 = 9,36 кг (4.23)

где

– плотность воздуха при температуре
243К,
;

– расстояние между
трубами в ряду, м.

Количество теплоты
для нагрева такой массы воздуха
определяется по вышеупомянутой формуле
(4.22) и равняется:

Q
= 1130 ∙ 9.36 ∙ (1100 – 243) = 9064318Дж = 9,064МДж

Подставив найденную
величину в (4.21), находится тепловая
мощность устройства для нагрева
первичного теплоносителя и она будет
равна:

Ф
=

= 9,064МВт

20

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #