Конструктивный расчёт аппарата

Определение конструктивных размеров теплообменника начинают с определения требуемой поверхности нагрева F_Т из уравнения теплопередачи:

м²

где Q (Вт) -теплопроизводительность аппарата, найденная ранее.

Поскольку для калориферов характерно блочное исполнение, при котором сам теплообменник и вентилятор с электродвигателем размещаются в одном корпусе и образуют единую монтажную единицу (рис.1), размеры калорифера ограничены размахом лопастей поставляемых отечественной промышленностью вентиляторов. Из этих соображений рекомендуется применять квадратное сечение выходного окна калорифера с длиной трубок L, равной ширине окна В.

В таком случае, задавшись предварительно скоростью воздуха ω_в= 12 м/с, размеры выходного окна калорифера можно определить по формуле:

где м² - требуемое «живое» сечение для прохода воздуха, образуемое зазорами () между трубками.

Здесь кг/м³- средняя плотность воздуха в калорифере, определяемая при средней температуре воздуха t_в, по таблице 2 «Приложения».

Найденная длина трубок L = 1м не превышает допустимую (1…1,2)

Общее число трубок секции n_об определяется требуемой поверхно­стью аппарата F_Т с запасом на загрязнение k_зап=1,3 и поверхностью одной трубки:

м²

.

Затем определяется число труб в одном ряду поперек потока воздуха

(т.е. в выходном окне калорифера) z₁:

А также вычисляем число рядов труб по ходу воздуха z₂:

;

Разбиваем аппарат на дополнительные секции

Принятая величина z₂ определяет толщину секции: м.

Окончательное решение по выбору того или иного варианта исполнения аппарата принимается после его согласования с числом труб в одном ходе по воде n₁, которое определяется выбранным диаметром трубок d_в

(и их сечением πd²/4), а также расходом G_ж и скоростью воды ω_ж в них:

где ρ_ж - плотность воды, определяемая по таблице 1 «Приложения» при t_ж:

кг/м³.

Заканчивается конструктивный расчет определением фактического коэффициента запаса теплообменника k_фз, который равен отношению фактиче­ской поверхности теплообмена F_Ф к требуемой F_Т:

Т.к фактический коэффициент запаса находится в пределах 1,1...1,3, можно приступать к составлению эскиза теплообменника в произвольном (удобном для использования) масштабе.