Расчет калориферов

Расчет калориферов сводится к их подбору, выбору схем установки по воздуху, обвязке трубопроводами, определения запаса поверхности нагрева, сопротивления калорифера проходу воздуха и теплоносителя.

Исходными данными для расчета являются:

- расход тепла на нагрев G кг/ч воздуха

.

-параметры теплоносителя t_гор, t_обр.⁰С.

Порядок расчета

1. Задаваясь массовой скоростью воздуха =4-8 кг/(с м²), определяют необходимую площадь фронтального сечения, м², калориферов по воздуху:

. (14.1)

Под массовой скоростью понимают массу воздуха в кг, проходящего за 1 сек через 1 м² живого сечения калорифера. Введение понятия массовой скорости объясняется тем, что в отличие от линейной (м/с) в процессе нагревания воздуха она остается постоянной так как G=const.

2. Пользуясь техническими данными о калориферах и исходя из необходимой площади фронтального сечения ¦₁, подбирают номер и число устанавливаемых параллельно калориферов и находят действительную площадь их фронтального сечения¦. Число калориферов должно быть минимальным.

3.Определяют действительную массовую скорость воздуха в калориферах

. (14.2)

При теплоносителе воде расход проходящей через каждый калорифер воды, м³/с, вычисляют по формуле

, (14.3)

где Q – расход теплоты на нагревание воздуха, Вт; t_гор и t_обр- температура воды на входе в калорифер и на выходе из него ⁰С; n-число калориферов, параллельно включенных по теплоносителю.

Находят скорость воды, м/с, в трубках калориферов

, (14.4)

где ¦_тр- живое сечение трубок калорифера для прохода воды, м².

По массовой скорости и скорости воды (при паре только по массовой скорости) по таблицам находят коэффициент теплопередачи калорифера K, Вт/(м²с).

4. Рассчитывают необходимую площадь поверхности нагрева, м², калориферной установки;

, (14.5)

где t_ср- средняя температура теплонасителя,⁰С; t_н- начальная температура нагреваемого воздуха,⁰С; t_к- конечная температура нагретого воздуха,⁰С.

Средняя температура теплоносителя,⁰С:

при теплоносителе воде

;

при насыщенном паре давление до 0,03 Мпа

t_ср=100⁰С;

при насыщенном паре давление свыше 0,03 Мпа

t_ср=t_пара,

где t_пара-температура насыщенного пара, соответствующая его давлению.

5. Определяют общее число устанавливаемых калориферов:

, (14.6)

где F_к- площадь поверхности нагрева одного калорифера выбранной модели.

Округляя число калориферов до кратного числа их в первом ряду n, находят действительную площадь поверхности нагрева, м², установки:

F_у=F_к n

Тепловой поток выбранного калорифера не должен превышать расчетный более чем на 10%. Избыточный тепловой поток калорифера составляет:

При избыточном тепловом потоке более 10% следует принимать другую модель или номер калорифера и произвести повторный расчет.

По таблицам по массовой скорости воздуха определяют аэродинамическое сопротивление калориферной установки. По скорости движения воды в трубках калорифера по таблицам находим гидравлическое сопротивление калорифера. Сопротивление калориферной установки определяется умножением сопротивления одного калорифера на число калориферов, соединенных последовательно по воде. На сопротивление по воздуху следует давать запас 10%, на сопротивление по воде – 20%.