Plokštinio vandens šildytuvo karšto vandens šilumos mainų paviršiaus rezervo ir tarpinio praplovimo laikotarpio trukmės nustatymas. Šilumokaičio skaičiavimas

Puslapis 1

Šilumos mainų paviršiaus rezervas neturi viršyti 20 / viso ploto. Per didelis šilumos perdavimo paviršių kiekis sukelia pulsuojantį garų ir skysčių mišinio tiekimą iš reboilerio į kolonėlę, o tai kartais sukelia staigų koeficiento sumažėjimą. naudingas veiksmas stulpelius.

Norint sukurti šilumos mainų paviršiaus rezervą, ilgį galima padidinti. Be to, reikia atsižvelgti į ilgio padidėjimą dėl srauto skirstytuvų bloko galuose.

Skaičiuojant pagal šią formulę gaunamas šilumos mainų paviršiaus rezervas. Turint gerą dujų paskirstymo įrenginį, jis gali būti nereikalingas.

Skaičiuojant pagal šią formulę gaunamas šilumos mainų paviršiaus rezervas. Turint gerą dujų paskirstymo įrenginį, oi gali būti nereikalingas.

Jungčių skaičius imamas i 7, tuo tarpu bus šiek tiek šilumos mainų paviršiaus rezervo.

Priimame nuorodų skaičių r 7; tokiu atveju liks tam tikras šilumos mainų paviršiaus rezervas.

Esant dideliam garo judėjimo greičiui (ip10 m [sek., tiksliau rd 30), jei garai juda iš viršaus į apačią, šilumos perdavimas didėja ir apskaičiavimas pagal formules (VII-116) - (VII-120) suteikia šilumos mainų ribą. paviršius.

Katiluose su maža šilumos mainų paviršiaus marža, papildomai cirkuliacijos srautai, to išvengti, tarp kolonėlės ir katilo įvado būtina įrengti ribotuvus.

Dėl to, kad skaičiuojamas reversinis šilumokaitis, praėjimai aukšti ir žemas spaudimas turi būti simetriškas. Turi būti numatyta 20 % šilumos mainų paviršiaus marža.

Šilumos mainų paviršiaus rezervo trūkumas taip pat lemia normalių objekto veikimo sąlygų pažeidimą. Taigi kondensatorius, turintis nedidelę šilumos mainų paviršiaus maržą, pasižymi netolygiu srautų pasiskirstymu ir aukštas kraujo spaudimas inertinės dujos.

Dujinių oro aušintuvų terminis skaičiavimas atliekamas pagal instituto VNIIneftemash Oro aušintuvų terminio ir aerodinaminio skaičiavimo metodą. Šiluminiame skaičiavime atsižvelgiama į 10% šilumos mainų paviršiaus ribą, atsižvelgiant į atskirų ventiliatorių gedimo galimybę ir šilumos mainų paviršių užteršimą eksploatacijos metu.

Prieš skaičiavimą nustatomi pirminiai technologiniai sintezės kolonėlės veikimo akcijos pabaigoje bei šilumokaičio projektiniai duomenys. Toliau iš šilumos balanso nustatomas temperatūrų skirtumas šilumokaičio galuose ir perduodamos šilumos kiekis. Tada apskaičiuojami šilumos perdavimo koeficientai ir galiausiai apskaičiuojamas reikiamas vamzdžių ilgis (pagal projektinius duomenis paimamas jų skaičius) bei nustatomas šilumos mainų paviršiaus rezervas. Šis rezervas turi būti ne mažesnis kaip 25 % kampanijos pabaigoje arba ne mažesnis kaip 50 % jos viduryje.

HE konstrukcijos trūkumai yra susiję su per didele arba per maža šilumos mainų paviršiaus dydžio marža. Per didelis šilumos perdavimo paviršius gali sukelti mašinos gedimą. Katiluose šilumos mainų paviršiaus rezervas eliminuojamas sumažinus temperatūrų skirtumą, kuris yra varomoji jėga procesas.

Puslapiai: 1

šilumokaitis yra įrenginys, užtikrinantis šilumos perdavimą tarp skirtingų temperatūrų terpių. Suteikti įvairaus kiekio šilumos srautus, skirtingus šilumos mainų įrenginiai. Jie gali turėti skirtingos formos ir matmenys priklauso nuo reikalingo našumo, tačiau pagrindinis agregato pasirinkimo kriterijus yra jo plotas darbinis paviršius. Jis apibrėžiamas naudojant terminis skaičiavimasšilumokaitį jo sukūrimo ar veikimo metu.

Skaičiavimas gali turėti dizaino (projektavimo) arba patikros pobūdį.

Galutinis projektinio skaičiavimo rezultatas yra šilumos mainų paviršiaus ploto, reikalingo nurodytiems šilumos srautams užtikrinti, nustatymas.

Patikrinimo skaičiavimas, priešingai, padeda nustatyti galutines darbinių šilumnešių temperatūras, ty šilumos srautus esant turimam šilumos mainų paviršiaus plotui.

Atitinkamai, kuriant įrenginį, atliekamas projektinis skaičiavimas, o eksploatacijos metu - patikrinimas. Abu skaičiavimai yra identiški ir iš tikrųjų yra atvirkštiniai.

Šilumokaičių šiluminio skaičiavimo pagrindai

Šilumokaičių skaičiavimo pagrindas yra šilumos perdavimo ir šilumos balanso lygtys.

Jis turi tokią formą:

Q = F‧k‧Δt, kur:

Q yra šilumos srauto dydis, W;
F - darbinio paviršiaus plotas, m2;
k - šilumos perdavimo koeficientas;
Δt – nešiklių temperatūrų skirtumas prie išėjimo į aparatą ir prie išėjimo iš jo. Kiekis taip pat vadinamas temperatūrų skirtumas.

Kaip matote, F reikšmė, kuri yra skaičiavimo tikslas, nustatoma tiksliai per šilumos perdavimo lygtį. Mes gauname F apibrėžimo formulę:

Šilumos balanso lygtis atsižvelgiama į paties įrenginio konstrukciją. Atsižvelgdami į tai, galite nustatyti t1 ir t2 reikšmes tolesniam F skaičiavimui. Lygtis atrodo taip:

Q \u003d G 1 c p 1 (t 1 in -t 1 out) \u003d G 2 c p 2 (t 2 out -t 2 in), kur:

G 1 ir G 2 - atitinkamai šildymo ir šildomų nešėjų masės suvartojimas, kg/h;
c p 1 ir c p 2 - savitosios šiluminės talpos (priimamos pagal standartinius duomenis), kJ / kg‧ ºС.

Keičiant šiluminę energiją, nešikliai keičia savo temperatūrą, tai yra, kiekvienas iš jų įeina į įrenginį su viena temperatūra, o išeina su kita. Šios vertės (t 1 in; t 1 out ir t 2 in; t 2 out) yra patikrinimo skaičiavimo rezultatas, su kuriuo lyginami faktiniai šilumnešių temperatūros rodikliai.

Tuo pačiu metu didelę reikšmę turi nešiklio šilumos perdavimo koeficientai, taip pat įrenginio konstrukcijos ypatybės. Atlikus išsamius projektinius skaičiavimus, sudaromos šilumokaičių schemos, atskiras elementas kurios yra šilumnešių judėjimo schemos. Skaičiavimo sudėtingumas priklauso nuo šilumos perdavimo koeficientų pokyčio k ant darbinio paviršiaus.

Siekiant atsižvelgti į šiuos pokyčius, šilumos perdavimo lygtis yra diferencinė:

Į tokius duomenis kaip nešėjų šilumos perdavimo koeficientai, taip pat į tipinius elementų matmenis, projektuojant aparatą arba atliekant patikros skaičiavimus, atsižvelgiama norminiai dokumentai(GOST 27590).

Skaičiavimo pavyzdys

Siekiant didesnio aiškumo, pateikiame šilumos perdavimo projektinio skaičiavimo pavyzdį. Šis skaičiavimas yra supaprastintas, jame neatsižvelgiama į šilumos nuostolius ir šilumokaičio konstrukcines ypatybes.

Pradiniai duomenys:

Šildymo terpės temperatūra prie įėjimo t 1 in = 14 ºС;
Šildymo terpės temperatūra prie išėjimo t 1 out \u003d 9 ºС;
Šildomo nešiklio temperatūra prie įėjimo t 2 in = 8 ºС;
Šildomo nešiklio temperatūra prie išėjimo t 2 out \u003d 12 ºС;
Šildymo terpės masės sąnaudos G 1 = 14000 kg/h;
Šildomo nešiklio masės sąnaudos G 2 = 17500 kg/h;
Normatyvinė savitosios šilumos vertė, kai р =4,2 kJ/kg‧ ºС;
Šilumos perdavimo koeficientas k \u003d 6,3 kW / m 2.

1) Nustatykite šilumokaičio našumą naudodami šilumos balanso lygtį:

Q in = 14000‧4,2‧ (14–9) = 294000 kJ/val.

Q out \u003d 17500‧4,2‧ (12–8) \u003d 294000 kJ / h

Qin = Qout. Šilumos balanso sąlygos tenkinamos. Gautą reikšmę išverskime į matavimo vienetą W. Su sąlyga, kad 1 W = 3,6 kJ / h, Q = Qin = Qout = 294 000 / 3,6 = 81666,7 W = 81,7 kW.

2) Nustatykite slėgio t reikšmę. Jis nustatomas pagal formulę:

3) Nustatykite šilumos perdavimo paviršiaus plotą naudodami šilumos perdavimo lygtį:

F = 81,7 / 6,3‧1,4 = 9,26 m2.

Paprastai skaičiuojant ne viskas vyksta sklandžiai, nes reikia atsižvelgti į visokius išorinius ir vidinių veiksnių, turinčios įtakos šilumos mainų procesui:

įrenginio konstrukcijos ir veikimo ypatybės;
energijos praradimas prietaiso veikimo metu;
šilumnešių šilumos perdavimo koeficientai;
darbo skirtumai skirtingose paviršiaus dalyse (diferencinis charakteris) ir kt.

Kad skaičiavimas būtų tiksliausias ir patikimiausias, inžinierius turi suprasti šilumos perdavimo iš vieno kūno į kitą proceso esmę. Ji taip pat turėtų būti aprūpinta būtinomis reguliavimo ir mokslinė literatūra, kadangi, remiantis vertybių visuma, yra sudarytos atitinkamos normos, kurių specialistas privalo laikytis.

išvadas

Ką gauname atlikę skaičiavimą ir koks jo konkretus pritaikymas?

Tarkime, įmonė gavo užsakymą. Būtina pagaminti šilumos aparatą su tam tikru šilumos mainų paviršiumi ir našumu. Tai reiškia, kad įmonė susiduria ne su aparato dydžio klausimu, o su medžiagų, kurios užtikrins reikiamą našumą tam tikroje darbo zonoje, klausimu.

Norint išspręsti šią problemą, atliekamas terminis skaičiavimas, tai yra, nustatomos aušinimo skysčių temperatūros aparato įleidimo ir išleidimo angose. Remiantis šiais duomenimis, parenkamos medžiagos prietaiso elementų gamybai.

Galų gale, galima sakyti, kad darbo zona o nešiklių temperatūra aparato įėjimo ir išėjimo angose yra pagrindiniai tarpusavyje susiję šilumokaičio kokybės rodikliai. Jas nustatęs terminės analizės būdu, inžinierius galės sukurti pagrindinius šilumokaičių projektavimo, remonto, valdymo ir priežiūros sprendimus.

Kitame straipsnyje mes apsvarstysime tikslą ir funkcijas, todėl užsiprenumeruokite mūsų elektroninio pašto naujienlaiškis ir naujienas socialiniuose tinkluose, kad nepraleistumėte anonso.

Specialistai įmonė "Teploobmen" remiantis pateiktais individualiais duomenimis, pagal klientų pageidavimus atliekamas greitas šilumokaičių skaičiavimas.

Šilumokaičio skaičiavimo metodas

Norint išspręsti šilumos perdavimo problemą, būtina žinoti kelių parametrų reikšmę. Žinodami juos, galite nustatyti kitus duomenis. Šeši parametrai atrodo svarbiausi:

Perduodamos šilumos kiekis (šilumos apkrova arba galia).
Įleidimo ir išleidimo temperatūra pirminėje ir antrinėje šilumokaičio pusėje.
Didžiausias leistinas slėgio nuostolis tiek pirminės, tiek antrinės grandinės pusėje.
Maksimali darbinė temperatūra.
Maksimalus darbinis slėgis.
Vidutinis srautas pirminės ir antrinės grandinės pusėje.

Jei terpės srautas specifinė šiluma ir temperatūros skirtumas vienoje grandinės pusėje yra žinomas, galima apskaičiuoti šilumos apkrovą.

Temperatūros programa

Šis terminas reiškia abiejų grandinių terpės temperatūros pokytį tarp jos verčių prie šilumokaičio įėjimo ir išėjimo iš jo.

T1 = Įleidimo temperatūra – karštoji pusė

T2 = Išėjimo temperatūra – karštoji pusė

T3 = Įleidimo temperatūra – šaltoji pusė

T4 = Išėjimo temperatūra – šaltoji pusė

Vidutinis logaritminis temperatūros skirtumas

Vidutinis logaritminis temperatūros skirtumas (LMTD) yra efektyvus varomoji jėgašilumos mainai.

Jei neatsižvelgsime į šilumos nuostolius į aplinkinę erdvę, kurių galima nepaisyti, galima teigti, kad vienos plokštelinio šilumokaičio pusės išskiriamas šilumos kiekis (šilumos apkrova) yra lygus šilumos kiekiui. gavo iš kitos pusės.

Šilumos apkrova (P) išreiškiama kW arba kcal/h.

P = m x c p x δt,

m = masės srautas, kg/s

c p = savitoji šiluma, kJ/(kg x °C)

δt = temperatūrų skirtumas tarp įėjimo ir išleidimo angos vienoje pusėje, °C

Terminis ilgis

Šiluminio kanalo ilgis arba teta parametras (Θ) yra bematė reikšmė, apibūdinanti santykį tarp temperatūrų skirtumo δt vienoje šilumokaičio pusėje ir jo LMTD.

Tankis

Tankis (ρ) yra terpės tūrio vieneto masė ir išreiškiamas kg/m 3 arba g/dm 3 .

Vartojimas

Šis parametras gali būti išreikštas dviem skirtingais terminais: masė arba tūris. Jei turi omenyje masės srautas, tada jis išreiškiamas kg / s arba kg / h, jei tūrinis srautas, tada naudojami vienetai, tokie kaip m 3 / h arba l / min. Norėdami konvertuoti tūrio srautą į masės srautą, padauginkite tūrio srautą iš terpės tankio. Pasirinkus šilumokaitį konkrečiai užduočiai, dažniausiai nustatomas reikiamas srautas.

galvos praradimas

Plokštelinio šilumokaičio dydis tiesiogiai priklauso nuo slėgio nuostolių (∆p). Jei įmanoma padidinti leistiną slėgio nuostolį, tuomet galima naudoti kompaktiškesnį ir todėl pigesnį šilumokaitį. Dėl gairės plokšteliniai šilumokaičiai hidrauliniams skysčiams vanduo/vanduo gali būti laikomas priimtinu slėgio nuostoliu nuo 20 iki 100 kPa.

Specifinė šiluma

Savitoji šiluminė talpa (c p) – tai energijos kiekis, reikalingas 1 kg medžiagos temperatūrai pakelti 1 °C tam tikroje temperatūroje. Taigi 20 °C temperatūros vandens savitoji šiluminė talpa yra 4,182 kJ/(kg x °C) arba 1,0 kcal/(kg x °C).

Klampumas

Klampumas yra skysčio takumo matas. Kuo mažesnis klampumas, tuo didesnis skysčio sklandumas. Klampumas išreiškiamas centipuais (cP) arba centistokais (cSt).

Šilumos perdavimo koeficientas

Šilumos perdavimo koeficientasšilumokaitis yra svarbiausias parametras, kuris lemia įrenginio apimtį, taip pat jo efektyvumą. Ant duota vertė turi įtakos darbo terpės judėjimo greičiui, taip pat įrenginio konstrukcinėms ypatybėms.

Šilumokaičio šilumos perdavimo koeficientas yra šių verčių derinys:

šilumos perdavimas iš šildymo terpės į sienas;
šilumos perdavimas iš sienų į šildomą terpę;
vandens šildytuvo šilumos perdavimas.

Šilumos perdavimo koeficientasšilumokaitis apskaičiuojamas pagal tam tikras formules, kurių sudėtis taip pat priklauso nuo šilumos mainų įrenginio tipo, jo matmenų, taip pat nuo medžiagų, su kuriomis sistema veikia, savybių. Be to, būtina atsižvelgti į išorinės sąlygosįrangos veikimas – drėgmė, temperatūra ir kt.

Šilumos perdavimo koeficientas (k) yra atsparumo šilumos srautui matas, kurį sukelia tokie veiksniai kaip plokščių medžiaga, nuosėdų kiekis ant jų paviršiaus, skysčių savybės ir naudojamo šilumokaičio tipas. Šilumos perdavimo koeficientas išreiškiamas W / (m 2 x °C) arba kcal / (h x m 2 x °C).

Šilumokaičio pasirinkimas

Kiekvienas šių formulių parametras gali turėti įtakos šilumokaičio pasirinkimui. Medžiagų pasirinkimas dažniausiai neturi įtakos šilumokaičio efektyvumui, nuo jų priklauso tik jo stiprumas ir atsparumas korozijai.

Taikymas plokštelinis šilumokaitis, mums naudingi nedideli temperatūrų skirtumai ir mažas plokščių storis, paprastai nuo 0,3 iki 0,6 mm.

Šilumos perdavimo koeficientai (α1 ir α2) ir užsiteršimo koeficientas (Rf) paprastai yra labai žemi dėl didelio terpės srauto turbulencijos abiejose šilumokaičio grandinėse. Ta pati aplinkybė gali paaiškinti ir didelę skaičiuojamojo šilumos perdavimo koeficiento (k) reikšmę, kuri ties palankiomis sąlygomis gali pasiekti 8 000 W / (m 2 x ° C) vertę.

Tuo atveju, kai naudojamas įprastinis korpuso ir vamzdžių šilumokaičiaišilumos perdavimo koeficiento (k) vertė neviršys 2500 W / (m 2 x ° C) vertės.

Svarbūs veiksniai siekiant sumažinti šilumokaičio kainą yra du parametrai:

1. Galvos netekimas. Kuo didesnis leistinas galvos praradimas, tuo mažesni dydžiaišilumokaitis.

2.LMTD. Kuo didesnis temperatūrų skirtumas tarp skysčių pirminėje ir antrinėje grandinėje, tuo mažesnis šilumokaičio dydis.

Slėgio ir temperatūros ribos

Plokštelinio šilumokaičio kaina priklauso nuo didžiausio leistino slėgio ir temperatūros verčių. Pagrindinę taisyklę galima suformuluoti taip: kuo mažesnis maksimumas leistinos vertės darbinė temperatūra ir slėgis, tuo mažesnė šilumokaičio kaina.

Tarša ir koeficientai

Į leistiną užsiteršimą galima atsižvelgti skaičiuojant per projektinę ribą (M), ty pridedant papildomą šilumos mainų paviršiaus procentą arba įvedant užsiteršimo koeficientą (Rf), išreikštą tokiais vienetais kaip (m 2 x °C). )/W arba (m 2 x h x °C)/kcal.

Apskaičiuojant plokštelinį šilumokaitį užterštumo koeficientas turėtų būti paimtas daug mažesnis nei apskaičiuojant apvalkalo ir vamzdžio šilumokaitį. Tam yra dvi priežastys.

Aukščiauturbulencija srautas (k) reiškia mažesnį užsiteršimo faktorių.

Plokštelinių šilumokaičių konstrukcija suteikia daug daugiau aukštas laipsnis turbulencija ir dėl to didesnis šiluminis efektyvumas (COP) nei naudojant įprastus korpuso ir vamzdžių šilumokaičius. Paprastai plokštelinio šilumokaičio šilumos perdavimo koeficientas (k) (vanduo/vanduo) gali būti nuo 6 000 iki 7 500 W/(m 2 x °C), o tradiciniai korpuso ir vamzdžių šilumokaičiai toje pačioje programoje užtikrina šilumos perdavimą koeficientas tik 2 000–2 500 W/(m 2 x °C). Tipinė Rf vertė, dažniausiai naudojama korpuso ir vamzdžio šilumokaičio skaičiavimams, yra 1 x 10-4 (m 2 x °C)/W. Šiuo atveju, naudojant k reikšmę nuo 2 000 iki 2 500 W/(m 2 x °C), gaunama 20–25 % apskaičiuota marža (M = kc x Rf). Norint gauti tą pačią projektinę ribą (M) plokšteliniame šilumokaityje, kurio šilumos perdavimo koeficientas yra apie 6000–7500 W/(m 2 x °C), užterštumo koeficientas yra tik 0,33 x 10-4 (m 2 x °C). )/W.

Apskaičiuotų atsargų pridėjimo skirtumas

Skaičiuojant apvalkalo ir vamzdžio šilumokaičius, apskaičiuota marža pridedama didinant vamzdžių ilgį, išlaikant terpės srautą per kiekvieną vamzdį. Projektuojant plokštelinį šilumokaitį ta pati projektinė marža pasiekiama pridedant lygiagrečius kanalus arba sumažinant srautą kiekviename kanale. Dėl to sumažėja terpės srauto turbulencijos laipsnis, sumažėja šilumos mainų efektyvumas ir padidėja šilumokaičio kanalų užteršimo rizika. Naudojant per didelį užsiteršimo koeficientą, gali padidėti užsiteršimo greitis.Vanduo/vanduo plokšteliniam šilumokaičiui gali būti laikoma pakankama projektinė 0–15 % riba (priklausomai nuo vandens kokybės).

Tyrimo tikslas

Norint suprasti, kaip PHE galima modifikuoti siekiant optimizuoti veikimą tam tikromis sąlygomis, svarbu žinoti jo šilumines ir hidraulines savybes. Akivaizdu, kad nėra prasmės užtikrinti didesnį slėgio kritimą PHE, jei jo negalima naudoti, t.y. jei neįmanoma sumažinti PHE dydžio arba padidinti jo pajėgumą. Puikus būdas vizualizuoti PHE savybes yra ištirti bendro šilumos perdavimo paviršiaus ploto priklausomybę nuo skysčio srauto. Skysčio srautą pakeisime nuo nulio iki begalybės, kaip parodyta toliau pateiktame pavyzdyje.

Šiluminė apkrova

Specifinės vertės, nėra šilumos perdavimo paviršiaus ploto rezervo ar slėgio kritimo didelės svarbos, tačiau samprotauti su realiais skaičiais yra lengviau nei su abstrakčiais simboliais. Nors čia kalbama apie „vanduo-vandens“ sistemą, ta pati priežastis galioja ir kondensatoriui, glikolio sistemai ir pan.

Optimalaus dizaino PHE

Tai reiškia:

Šilumos perdavimo paviršiaus ploto riba M yra lygiai lygi 5% tikslui. Kitaip tariant, tikrasis šilumos mainų paviršiaus plotas yra 5% didesnis nei apskaičiuota vertė.
Slėgio skirtumas turi būti visiškai išnaudotas, t.y. lygi nustatytai 45 kPa vertei.

Žemiau pamatysime, ar šie reikalavimai gali būti įvykdyti ir kaip. Toks šilumokaitis duotoms sąlygoms bus geriausias. Tačiau pačios sąlygos gali būti netinkamos visam įrenginiui. Toliau išmoksime optimizuoti tokias sąlygas.

Vandens srauto pasikeitimas

Dabar išsiaiškinkime, kaip keičiasi bendras šilumos mainų paviršiaus plotas, kai vandens srautas X keičiasi nuo nulio iki begalybės. Šią priklausomybę svarstysime esant dviem sąlygoms – esant pastoviam slėgio kritimui arba esant pastoviam šilumos mainų paviršiaus ploto rezervui.

Slėgio kritimas

Slėgio kritimas neturi viršyti 45 kPa, kai vandens srautas keičiasi nuo nulio iki begalybės. Šilumos perdavimo vertei reikalavimų nėra. Pereikime prie 1 pav. Priklausomybė labai paprasta. Jei vandens srautas lygus nuliui, tai plokščių skaičius – ir plotas – lygus nuliui. Jei srautas padidėja, reikia pridėti naujų plokščių, tiksliau, naujų kanalų. Iš pradžių plotas yra maždaug tiesiškai priklausomas nuo srauto greičio. Apytiksliai, kadangi paviršiaus padidėjimas, žinoma, atsiranda diskretiškai, vienu kanalu vienu metu. Grafikas turėtų būti laiptuota linija, tačiau čia, dėl paprastumo, laikysime šią liniją ištisine.

Didėjant srautui, atsiranda naujas efektas: slėgio kritimas jungiamieji elementai. Dėl šio poveikio sumažėja slėgio kritimas šilumokaičio kanaluose. Atsižvelgiant į šį sumažinimą, reikės proporcingai padidinti kanalų skaičių. Kreivė nukrypsta į viršų nuo tiesios linijos. Esant tam tikrai vandens srauto vertei, visas turimas slėgio kritimas bus prarastas jungiamuosiuose elementuose, o kanaluose nieko neliks. Kitaip tariant, prireiks begalinis skaičius kanalus šiam vandens srautui praleisti. Grafike tai išreiškiama vertikalios asimptotės atsiradimu.

Tačiau gerokai anksčiau, nei tai įvyks, greičiausiai bus pridėtas antrasis šilumokaitis. Pridėjus antrą aparatą sumažės slėgio nuostoliai jungiamuosiuose elementuose, o tai reiškia, kad didžioji slėgio kritimo dalis liks kanaluose. Tokiu atveju kanalų skaičius staiga sumažės, kaip parodyta pav. 2.

Dabar mes dar padidinsime srautą ir pridėsime trečią pTo, o kanalų skaičius vėl staiga sumažės. Tai bus kartojama ketvirtą, penktą ... kartą. Kreivė tampa vis sklandesnė ir artėja prie tiesios linijos, kai didėja srautas ir pridedami blokai. Dėmesio!Šiame etape sąmoningai neatsižvelgiama į aušintą šilumokaičio pusę. Prie to grįšime vėliau.

Šilumos perdavimo paviršiaus ploto rezervas

Marža turi būti ne mažesnė kaip 5%. Slėgio kritimui nėra jokių apribojimų. Pereikime prie pav. 3. Mums bus patogiau pradėti svarstymą nuo begalinio vandens srauto, o tada jį sumažinti. Dėmesio! Ankstesnėje diskusijoje mes įtraukėme kanalus, kad išlaikytume tam tikrą slėgio kritimą. Čia turime padidinti šilumos mainų paviršiaus plotą, kad gautume reikiamą šilumos apkrova.

Esant begaliniam srautui, išleidžiamo vandens temperatūra yra lygi įtekančio vandens temperatūrai, t.y. vidurkis (CPT) yra maksimalus. Tai atitinka mažą šilumos perdavimo paviršiaus plotą, didelį vandens greitį kanaluose ir didelį šilumos perdavimo koeficientą K. Vandens srauto sumažėjimą lydi du efektai, kurių kiekvienas lemia ploto padidėjimą:

CRT mažėja iš pradžių lėtai, paskui greičiau.
Vandens srautas per kiekvieną kanalą mažėja, vadinasi, mažėja ir K koeficientas.

Akivaizdu, kad yra minimali galima vandens srauto vertė. Esant dar mažesniam vandens srautui, išleidžiamo vandens temperatūra būtų aukštesnė nei įleidimo temperatūra aušinama šilumokaičio pusėje. Kokia ši minimali vertė?

Be galo dideliame šilumokaityje vanduo įkaistų iki 12°C, t.y. vandens temperatūra padidėtų 10 K. Tai atitinka vandens tėkmę

X \u003d 156,2 / (4,186 x 10) \u003d 3,73 kg / s.

Tuo atveju, kai buvo palaikomas pastovus slėgio skirtumas, galime sumažinti plotą pridedant naujų blokų. Ar galime ką nors panašaus padaryti dabar? Pagrindinė priežastis, verčiantis padidinti šilumos mainų paviršių, yra CPT kritimas. Neturime galimybės padidinti CPT esant tam tikram srautui ir temperatūrai. Ir atvirkščiai, šilumokaitis gali pabloginti CPT, palyginti su priešpriešiniu srautu, net jei PHE šiuo atžvilgiu yra gerai suprojektuotas.

Tačiau kita priežastis, verčianti padidinti plotą, yra K sumažėjimas dėl sumažėjusio srauto greičio kanaluose. Padalinkime reikiamą šilumos mainų paviršiaus plotą tarp dviejų aparatų ir sujungsime juos nuosekliai. Srauto greitis kanaluose padidės dvigubai, o tai padidins K reikšmę ir leis sumažinti plotą. Dėl dar mažesnių sąnaudų plotą galima padalyti tarp trijų, keturių ... iš eilės įrenginių. Tai kiek pristabdys ploto augimą, tačiau temperatūrų skirtumui artėjant prie nulio, plotas linkęs į begalybę.

Bendrieji šilumos tiekimo schemų projektavimo principai

Šilumos tiekimo sistema yra šiluminės energijos (šildomo vandens ar garų pavidalu) transportavimo iš šiluminės energijos šaltinio vartotojui sistema.

Šilumos tiekimo sistema daugiausia susideda iš trijų dalių: šilumos šaltinio, šilumos vartotojo, šilumos tinklas- naudojamas šilumai transportuoti nuo šaltinio iki vartotojo.

Garo katilas kogeneracinėje elektrinėje arba katilinėje.
Tinklo šilumokaitis.
Cirkuliacinis siurblys.
Karšto vandens tiekimo sistemos šilumokaitis.
Šildymo sistemos šilumokaitis.

Grandinės elementų vaidmuo:

katilo blokas - šilumos šaltinis, kuro degimo šilumos perdavimas aušinimo skysčiui;
siurbimo įranga - aušinimo skysčio cirkuliacijos sukūrimas;
tiekimo vamzdynas - šildomo aušinimo skysčio tiekimas iš šaltinio vartotojui;
grąžinimo vamzdynas - atvėsusio aušinimo skysčio grąžinimas į šaltinį iš vartotojo;
šilumos mainų įranga – šiluminės energijos konvertavimas.

Temperatūros grafikai

Tai priimta mūsų šalyje kokybės reguliavimasšilumos tiekimas vartotojams. Tai yra, nekeičiant aušinimo skysčio srauto per šilumą vartojančią sistemą, keičiasi temperatūros skirtumas sistemos įleidimo ir išleidimo angose.

Tai pasiekiama keičiant temperatūrą tiekimo vamzdyje, priklausomai nuo lauko temperatūros. Kuo žemesnė lauko temperatūra, tuo aukštesnė temperatūra tiekimo vamzdyje. Atitinkamai pagal šią priklausomybę keičiasi ir grįžtamojo vamzdyno temperatūra. Ir visos sistemos, vartojančios šilumą, yra sukurtos atsižvelgiant į šiuos reikalavimus.

Aušinimo skysčio temperatūrų priklausomybės tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose grafikai vadinami šilumos tiekimo sistemos temperatūrų grafiku.

Temperatūros grafikas nustatomas pagal šilumos tiekimo šaltinį, priklausomai nuo jo galios, šilumos tinklų reikalavimų, vartotojų reikalavimų. Temperatūros grafikai pavadinti pagal maksimalios temperatūros tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose: 150/70, 95/70 ...

Viršutinėje dalyje esančio grafiko nukirpimas – kai katilinėje neužtenka galios.

Grafiko iškirpimas apačioje – našumui užtikrinti Karšto vandens sistemos.

Sistemų veikimas šildymas įjungtas iš esmės pagal 95/70 tvarkaraštį, kad būtų užtikrintas Vidutinė temperatūra v šildytuvas 82,5°C prie -30°C.

Jeigu reikiamą temperatūrą tiekimo vamzdyne užtikrina šilumos šaltinis, tai grįžtamajame vamzdyne reikiamą temperatūrą užtikrina šilumos vartotojas su savo šilumą vartojančia sistema. Jei vartotojo grįžtamojo vandens temperatūra yra pervertinta, tai reiškia, kad jo sistema veikia nepatenkinamai ir užtraukia baudas, nes pablogėja šilumos šaltinio veikimas. Tai sumažina jo efektyvumą. Todėl yra specialios reguliavimo organizacijos, kurios stebi, kad vartotojų šilumą vartojančios sistemos grąžintų vandens temperatūrą pagal temperatūros diagrama arba žemiau. Tačiau kai kuriais atvejais toks pervertinimas leidžiamas, pavyzdžiui. montuojant šilumokaičius.

150/70 grafikas leis perduoti šilumą iš šilumos šaltinio su mažesnėmis aušinimo skysčio sąnaudomis, tačiau aušinimo skystis, kurio temperatūra aukštesnė nei 105 ° C, negali būti tiekiamas į namo šildymo sistemas. Todėl grafikas sumažinamas, pavyzdžiui, 95/70. Sumažinimas atliekamas įrengiant šilumokaitį arba į tiekimo vamzdyną įmaišant grįžtamąjį vandenį.

Šilumos tinklų hidraulika

Atliekama vandens cirkuliacija šildymo sistemose tinklo siurbliai prie katilinių ir šilumos punktų. Kadangi trasų ilgis yra gana didelis, slėgio skirtumas tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose, kurį sukuria siurblys, mažėja didėjant atstumui nuo siurblio.

Paveikslėlyje parodyta, kad labiausiai nutolusiam vartotojui – mažiausias galimas slėgio kritimas. y., už normalus veikimas jos šilumą vartojančios sistemos, būtina, kad jos turėtų mažiausią hidraulinį pasipriešinimą, kad per jas būtų užtikrintas reikiamas vandens srautas.

Šildymo sistemų plokštelinių šilumokaičių skaičiavimas

Šildymo vandenį galima paruošti kaitinant šilumokaityje.

At plokštelinio šilumokaičio vandens šildymui apskaičiavimas, pradiniai duomenys imami šalčiausio laikotarpio, t.y. kai daugiausia aukšta temperatūra ir atitinkamai didžiausias šilumos suvartojimas. Tai pats blogiausias šilumokaičio, skirto šildymui, režimas.

Šildymo sistemos šilumokaičio skaičiavimo ypatybė yra pervertinta grąžinamo vandens temperatūra šildymo pusėje. Tai leidžiama tyčia, nes joks paviršiaus šilumokaitis iš esmės negali vėsinti grąžinti vandenį iki grafiko temperatūros, jei vanduo, kurio temperatūra grafike, teka per šildomą pusę į šilumokaičio įvadą. Paprastai leidžiamas 5-15°C skirtumas.

Karšto vandens sistemų plokštelinių šilumokaičių skaičiavimas

At karšto vandens sistemų plokštelinių šilumokaičių skaičiavimas pradiniai duomenys imami pereinamajam laikotarpiui, t.y. kai tiekiamos šildymo terpės temperatūra žema (dažniausiai 70 °C), saltas vanduo turi daugiausiai žema temperatūra(2-5 °C) ir tuo pačiu šildymo sistema vis dar veikia – tai gegužės-rugsėjo mėnesiai. Tai pats blogiausias karšto vandens šilumokaičio režimas.

Karšto vandens sistemų projektinė apkrova nustatoma atsižvelgiant į buvimą objekte, kuriame yra sumontuoti akumuliacinių rezervuarų šilumokaičiai.

Jei rezervuarų nėra, plokštelinių šilumokaičių skaičiavimas atliekamas maksimali apkrova. Tai reiškia, kad šilumokaičiai turi užtikrinti vandens šildymą net esant maksimaliam išleidimui.

Esant akumuliatoriniams rezervuarams, plokšteliniai šilumokaičiai skaičiuojami vidutinei valandinei apkrovai. Sandėliavimo rezervuarai nuolat pildomi ir kompensuoja didžiausią išeikvojimą. Šilumokaičiai turėtų tiekti tik bakus.

Maksimalios ir vidutinės valandinės apkrovos santykis kai kuriais atvejais siekia 4-5 kartus.

Atkreipkite dėmesį, kad plokštelinius šilumokaičius patogu skaičiuoti patiems