Приклад розрахунку площі поверхні опалювальних приладів
ЩЕ МАТЕРІАЛИ ПО ТЕМІ:
Початкові дані. Зовнішні розміри будівлі наступні: довжина 61 м, ширина 25 м, висота 7 м. Розрахункова температура внутрішнього повітря tВ = 16 ° С, зовнішнього - tH = -26 ° С (середня температура самої холодної п'ятиденки). Теплоносій - гаряча вода, температура гарячої води Tг = 130 ° С, температура охолодженої води t0 = 70 ° С.
Для одноповерхового промислового будівлі, розташованої в Москві, потрібно розрахувати площа поверхні радіаторів М-140 і розставити їх. Теплові втрати будівлі QT.П. і теплову потужність системи опалення QОT визначити за питомою тепловій характеристиці будівлі q.
Рішення. Виходячи з розмірів будівлі зовнішній обсяг складе 61х25х7 = 10675 м 3.
Для підприємств молочної промисловості питома теплова характеристика будівлі g = 0,41 Вт / (м3 # 8729; ° С).
Теплові втрати будівлі визначаємо за формулою (15):
30% цих тепловтрат будуть заповнені за рахунок тепловиділень технологічного обладнання, а 70% припадають на систему опалення. Теплова потужність системи опалення QОT дорівнює
Коефіцієнт теплопередачі і поверхня тепловіддачі однієї секції радіатора М-140 становлять: k = 9,8 Вт / (м 2 # 8729; ° С), / = 0,254 м 2. Середню температуру води в приладах визначаємо за формулою (26):
Загальну поверхню тепловіддачі опалювальних приладів визначаємо за формулою (25):
Загальна кількість секцій радіаторів розраховуємо за формулою (27):
Прилади встановлюють наступним чином: під вікнами 22 приладу, близько двох дверей 8, біля воріт по 2 прилади з кожного боку; всього 38 приладів. Теоретичне число секцій в кожному приладі одно 618/38. Приймаємо, що під вікнами, зверненими на північний схід, і біля воріт, звернених на північний захід, по 17 секцій в кожному приладі, в інших приладах по 16 секцій.
На рис. 20 представлений креслення опалювальної системи будівлі і її аксонометрична проекція.
Малюнок 20. Схема опалення
Обмін повітря (м 3 / год) визначають за формулою:
де К - кратність повітрообміну в, 1 / год;
V - внутрішня кубатура приміщення, м 3.
Холодне повітря, що подається в будівлю в зимовий час, нагрівається в калориферах до розрахункової температури припливного повітря (tпр), що відрізняється від внутрішньої на 4 - 6 ° С, але не нижче 10 ° С. Кількість тепла (QB. Вт), необхідне для нагрівання припливного повітря, визначається за формулою:
де cp = 0,278 Вт / (кг 0 С) - питома масова теплоємність;
tН.В .. - розрахункова температура зовнішнього повітря, о С;
tпр - розрахункова температура припливного повітря; # 961; - щільність повітря при t пр. кг / м 3.
Знаючи кількість тепла, можна визначити потрібну поверхню (F, м 2) нагрівання калорифера:
де до коефіцієнт теплопередачі калорифера, Вт / (м 2 * К). Для визначення до (табл. 5.120) необхідно задатися масової швидкістю (), яка рекомендується в межах 7-10 кг / (м 2 с);
t1 - середня температура теплоносія, (100 0 C);
t2 - середня температура повітря, що нагрівається в калорифери, о С:
де tН.В. - розрахункова температура зовнішнього повітря, оС
Коефіцієнт теплопередачі і опір калориферів проходу повітря
в залежності від вагової швидкості
Вагова швидкість в живому перетині (# 965; · # 961;), кг / (с · м 2);
Коефіцієнт теплопередачі до, Вт / м 2 · К (теплоносій - пар)
Опір калорифера h к проходу повітря при однорядном розташуванні, Па
Виходячи з необхідної поверхні нагрівання підбирають номер моделі і число встановлюваних паралельно калориферів. Знаходять дійсну масову швидкість по площі живого перетину по формулі:
де f - площа живого перетину для проходу повітря обраного калорифера, м 2.
Якщо масова швидкість буде відрізнятися від прийнятої більш ніж на 1 - 1,5 то по (табл. 5.121) треба уточнити коефіцієнт теплопередачі за дійсною масової швидкості і перерахувати дійсну поверхню нагріву калорифера.
Технічна характеристика калориферів (сталевих, пластикових,
одноходових) моделі КЗПП і КЧПП
Поверхня нагріву моделей F, м 2
Живе перетин для воздуховода f, м 2
Запас поверхні нагрівання калорифера може дещо перевищувати розрахункову, але не більше ніж на 20%:
Довжини і номери ділянок прийняти по прив'язці системи на плані. Вихід повітря через решітки воздуховода буде рівномірним по L * і рівним L, поділеній на кількість решіток, тоді витрата повітря по ділянках буде:
на першому L, м 3 / год; на другому (L- L *); на третьому (L-2 L *) і т.д.
Швидкість повітря прийняти в межах 2-10 м / с, причому швидкість повинна плавно спадати від вентилятора до кінцевих ділянок. Діаметри повітроводів і питомі втрати тиску на тертя (на 1м довжини воздуховода) визначити по таблиці 5.34, уточнивши при цьому швидкість на ділянці.
При розрахунку опорів (сумарних втрат тиску), за методом питомих втрат сума їх дорівнює
де НТР - втрати тиску на тертя;
НМ.С. - втрати тиску на місцеві опори;
RTP - питомі втрати тиску, Па;
l - довжина ділянки, м;
Hg - динамічний тиск, Па;
- сума коефіцієнтів місцевих опорів (див. приклад).
Приклад. (Рис. 21). Ділянка 1 - решітка для виходу повітря # 958; = 2, відведення 90 0 через трійник # 958; = 0,5, дифузор після вентилятора # 958; = 0,2; на ділянці 1 врахуємо опору всмоктуючої сторони (без калорифера). конфузор до вентилятора # 958; = 0,15, припливна жалюзійні ґрати # 958; = 1;
Ділянка 2 - решітка # 958; = 2; ділянку 3 - решітка # 958; = 2 і т.д.
Малюнок 21. Схема припливної вентиляційної системи:
1 - решітка для випуску повітря; 2 - круглий воздуховод з листової сталі; 3 -центробежний вентилятор; 4 - калорифер; 5 - припливна жалюзійні ґрати; (1 - 5) - ділянки системи.
Опір системи або необхідний натиск вентилятора буде дорівнює (Па):
де h к - опір обраного типу калорифера при проході повітря, Па.
Підбір вентилятора виробляти по необхідному напору і загальної витрати повітря, для чого скористатися характеристиками або номограммами довідника.
Потужність електродвигуна (кВт) визначити за формулою:
де # 951; В - ККД вентилятора (з характеристики);
# 951; П - ККД передачі (від 0,9 до 0,95).
Гідравлічний розрахунок трубопроводів водопроводу проводиться тільки основної магістралі, без відгалужень. Номери та довжини ділянок приймають за схемою водопровідної мережі (рис. 22).
Малюнок 22. Схема водопровідної мережі:
(1 - 4) - розрахункові ділянки мережі; Н -насос; Вк - водопровідний кран; НВМ - зовнішня водопровідна магістраль.
Для гідравлічного розрахунку скористатися табл. 5.123.
Навантаження (витрата) на будь-якій ділянці тупикової мережі знаходять як суму витрат води через крани наступних ділянок.
Приклад: ділянка 1 - навантаження дорівнює; ділянка 2 - навантаження дорівнює. ділянку 3 - навантаження дорівнює.
Витрата води з наступних за третім кранів прийняти по 1,8 м 3 / год. Швидкість води при розрахунку прийняти в межах 1,0 - 2,5 м / с (графи 3 і 4).
Втрати напору, віднесені до довжини ділянки трубопроводу, на якому вони утворилися, називаються питомою або гідравлічним ухилом i. Втрати напору на тертя на ділянці трубопроводу визначають за формулою:
де hTP - втрати напору на тертя,
i - гідравлічний ухил;
l - довжина ділянки трубопроводу, м.
Залежно від навантаження на ділянці і швидкості по табл. 5.49 визначають стандартні діаметри труб, величину гідравлічного ухилу (втрати тиску на тертя на 1м погонного довжини трубопроводу) і уточнюють швидкість течії води (дійсну), потім підраховують загальні втрати напору на тертя при русі води по основній магістралі.
Втрати напору в місцевих опорах можна не розраховувати, а прийняти рівними 40% від сумарних втрат напору на тертя, т. Е. HМ.С. = 0,4 hтр. тоді загальні гідравлічні втрати складуть:
Насос підбирається за величиною сумарної витрати G і повного напору H:
де hГЕО - різниця тисків, обусловленнаягеометріческой висотою підйому води c щільністю # 961; ВОД, від рівня осі насоса ZH (-3,0 м), до рівня водорозбору ZB (+2,0 м), (вибираються конструктивно):. па;
g = 9,81 м / с 2 - прискорення сили тяжіння;
# 961; ВОД - щільність води (1000), кг / м 3;
- сума гідравлічних втрат на тертя і місцеві опори, Па;
hОСТ - величина залишкового напору у водоразборного крана, визначається технологічним процесом, Па (від 50000 до 80000);
h РАС - величина наявного напору у зовнішній магістралі, Па (від 4000 до 7500);
Потужність електродвигуна до насоса (кВт), визначають за формулою:
де # 945; - коефіцієнт запасу (1,1 1,2);
ΣG - прозводительности насоса, м 3 / год;
Н - повний напір, Па;
# 951; Н - ККД насоса (за довідковими даними 0,8 - 0,85);