Расчет и выбор водоводяных подогревателей.
Исходными данными для выбора подогревателя являются:
- Расчетная тепловая производительность подогревателя:
● Q=Вн*с(t2¢-tx), КВт(21);
● Q=9,34*4,19(35-5)=1174 КВт
- Расчетные расходы греющей в2 и нагреваемой вн воды
- Температуры греющей (t2”,t2ʹ)и нагреваемой (txи t2ʹ)воды на входе из подогревателя.
- Скорость движения теплоносителя, принимается Wтр=0,5-1,5 м/с
- Плотность теплоносителя, определяется по приложению 1 МУ в зависимости от средней температуры нагреваемого теплоносителя tср=0,5(t2”+tx), (22); tcp=0,5(35+5)=20 .Принимаем =998кг/м3
- Площадка сечения трубок:
● тр=Gнр/Wтр* =9,34/1,5*998=0,006239 м3 (23)
Таблица 7. Исходные данные для выбора подогревателя
Q,КВт | Gгр,кг/с | Gнр,кг/с | t2”, | t2ʹ, | tх, | t2ʹ, | tcp, | ,кг/м3 | Wтр,м/с | тр,м2 |
19,78 | 9,34 | 1,5 | 0,006239 |
В соответствии с полученным значением тр по приложению 2МУ принимаем к установке подогревателя №12 по ГОСТ 27590 со следующими характеристиками:
- Площадь сечения трубок тр=0,00985м2
- Площадь сечения межтрубного пространства мтр=0,02079м2
. |
Лист |
КЭТО.140102.02.02.ПЗ |
- Эквивалентный диаметр межтрубного пространства dэкв=0,0258м
- Диаметры трубок:
● Внутренний dвн=0,014м;
● Наружный dн=0,016 м
- Поверхность нагрева одной секции Fс=12м2
- Длинна секции: L=4м
Расчет подогревателя:
Скорость движения греющего теплоносителя в межтрубном пространстве:
Wмтр=Gгр/ мтр* =19,78/0,02079*996=0,95м/с (24)
Скорость движения нагреваемого теплоносителя в трубках:
Wтр=Gнр/ =9,34/0,00985*998=,95 м/с (25)
Средняя температура греющей воды:
Tсрг=0,5(t2”+t1ʹ)=0,5(40+15)=27,5 (26)
Средняя температура нагреваемой воды:
tсрн=0,5(t2ʹ-tx)=0,5(35+5)=20 (27)
Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке трубки:
L1=1,16[(1210+18t2cp-0,038(t2cp))2]* 2к (28)
L1=1,16[(1210+18*27,5-0,038*27,52)]* Вт/м2к
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде:
L2=1,16[(1210+18*tнcp-0,038(tнcp))2]* 2к (29)
L2=1,16[1210+18*20-0,038*202)]* Вт/м2к
Коэффициент теплопередачи:
К= /( ),Вт/м2к (30)
К=0,95/( )=1868 Вт/м2к
-коэффициент, учитывающий загрязнение поверхности трубок. Принимается =0,8-0,95
ст-толщина стенки трубок
ст-коэффициент теплопроводности материала трубок
Определение необходимой поверхности нагрева:
. |
Лист |
КЭТО.140102.02.02.ПЗ |
Fпод= 2 (31)
Fпод= м2
Средняя разность температур:
(32)
Число секций подогревателя: N=Fпод/Fc=87,3/12=7,2 (33)
Принимаем к установке число секций: Nʹ=8 секций
Действительная поверхность нагрева: Fʹ=Fc*Nʹ=12*8=96м2 (34)
Запас поверхности нагрева: (35)
Запас поверхности нагрева должен находиться в пределах 5-25%. Полученное значение запаса удовлетворяет этому требованию.
Расчет проведен для подогревателя I ступени, подогреватель II ступени рассчитывается аналогично, результаты расчетов сведены в таблице 8.
Таблица 8. Результаты расчета подогревателей
Величина | I ступень | II ступень |
Расчетная тепловая производительность, QКВт | ||
Площадь сечения трубок(расчетная) тр,м2 | 0,006239 | 0,006251 |
Номер подогревателя Nо | ||
Характеристики подогревателя | - | - |
Площадь сечения трубок, тр,м2 | 0,00985 | 0,01679 |
Площадь сечения меж трубочного пр-ва, мтр,м2 | 0,02079 | 0,03077 |
Эквивалентный диаметр dэкв,м | 0,0258 | 0,0193 |
Диаметр трубок: внутренний dвп,м | 0,014 | 0,014 |
:наружный dн,м | 0,016 | 0,016 |
Поверхность нагрева одной секции Fc,м2 | 20,3 | |
Длинна секции L,м | ||
Скорость движения греющего теплоносителя Wмтр,м/с | 0,95 | 0,39 |
Скорость движения нагреваемого теплоноситеяWтр,м/с | 0,95 | 0,56 |
Средняя температура греющей воды tcpг, | 27,5 | |
Средняя температура нагреваемой воды tcpн, | ||
Коэффициент теплоотдачи 1,Вт/м2к | 2784,3 | |
Коэффициент теплоотдачи 2,Вт/м2к | 3451,9 | |
Коэффициент теплоотдачи ,Вт/м2к | 1442,9 | |
Необходимая поверхность нагрева Fпод,м2 | 87,3 | 162,7 |
Средняя разность температур, tcp, | 7,2 | |
Число секций, N | 7,2 | 8,16 |
Принимаемое число секций, Nʹ | ||
Действительная поверхность нагрева, Fʹ м2 | 182,7 | |
Запас поверхности нагрева,% | 10,9 |
Рисунок 3. Эскиз вод водяного подогревателя
. |
Лист |
КЭТО.140102.02.02.ПЗ |
Расчет и выбор элеватора:
. |
Лист |
КЭТО.140102.02.02.ПЗ |
Расход сетевой воды для отопительной нагрузки: Gв=Qo/c(t1-t2)=91,3/4,19(150-70)=0,272 кг/с (36)
Расход смешанной воды, поступающей в систему отопления: Gсм=Qo/c(t3-t2)=91,3/4,19(95-70)=0,872 кг/с (37)
Расход инжектируемой воды: Gин=Gсм-Gв=0,872-0,272=0,6 кг/с (38)
Коэффициент смещения элеватора и=Gин/Gв=0,6/0,272=2,2