Калькулятор расчета количества секций радиаторов отопления

В подавляющем большинстве случаев радиаторы остаются основными устройствами конечной передачи тепла в системах отопления. То есть важно не только заранее правильно рассчитать требуемую тепловую мощность котла отопления, но и правильно расположить теплообменные приборы в помещениях дома или квартиры для обеспечения комфортного микроклимата в каждом из них.

В этом поможет калькулятор расчета количества секций радиаторов, который находится ниже. Также он позволяет определить необходимую суммарную мощность обогрева радиатора, если это неразборная модель.

Если при расчетах возникают вопросы, ниже калькулятора приведены основные пояснения по его устройству и правилам применения.

Некоторые разъяснения по работе с калькулятором

Часто можно встретить утверждение, что для расчета необходимой тепловой мощности радиаторов достаточно использовать коэффициент пересчета 100 Вт на 1 м² площади помещения. Однако согласитесь, что такой подход совершенно не учитывает ни климатические условия региона проживания, ни особенности дома и конкретных помещений, ни особенности установки самих радиаторов. Но во всем этом есть какой-то смысл.

В этом алгоритме за основу также взято соотношение 100 Вт/м², однако введены поправочные коэффициенты, которые позволят внести необходимые коррективы с учетом различных нюансов.

— Площадь помещений собственникам известна.

— Количество наружных стен — чем больше, тем больше теплопотери, которые необходимо компенсировать за счет дополнительной мощности радиаторов. В угловых квартирах комнаты часто имеют две наружные стены, а в частных домах встречаются комнаты с тремя такими стенами. В то же время есть и межкомнатные помещения, где теплопотери через стены практически отсутствуют.

— Направление наружных стен по сторонам света. Южная или юго-западная сторона получит какой-то «солнечный заряд», а вот северные и северо-восточные стены никогда не увидят солнца.

— Зимняя «роза ветров» — стены с наветренной стороны, конечно, остывают значительно быстрее. Если собственники не знают этот параметр, можно оставить его пустым — калькулятор рассчитает самые невыгодные условия.

— Уровень минимальных температур — расскажет о климатических особенностях региона. Здесь следует вводить не аномальные значения, а средние значения, характерные для данной местности в самую холодную декаду года.

— степень утепления стен. Вообще стены без утепления вообще не стоит рассматривать. Средний уровень утепления будет примерно таким же, как у стены в 2 кирпича из керамического пустотелого кирпича. Полная изоляция — выполняется полностью на основе расчетов централизованного теплоснабжения.

— Через перекрытия — полы и перекрытия происходят значительные потери тепла. Поэтому важно, чтобы помещение располагалось над и под ним по вертикали.

— количество, размер и тип окон — связь с тепловыми характеристиками помещения очевидна.

— Количество входных дверей (на улицу, подъезд или неотапливаемый балкон) — каждое открывание будет сопровождаться «порцией» поступающего холодного воздуха, которую необходимо как-то компенсировать.

— Схема врезки радиаторов в циркуляцию рассчитывает — теплопотребление от этого существенно меняется. Кроме того, эффективность теплопередачи зависит еще и от степени близости батареи к стене.

— Наконец, последним пунктом будет предложено ввести удельную тепловую мощность одной секции батареи отопления. В результате получится необходимое количество секций для размещения в этом помещении. Если расчеты ведутся для неразборной модели, этот пункт остается пустым, а полученное значение берется из второй строки расчетов – она покажет требуемую мощность нагревателя в кВт.

Поток в трубе

Читать на этой странице

• Диаметр
• Ламинарный/турбулентный
• Число Рейнольдса
• Принцип Бернулли
• Формула Дарси
• Трение
• Динамическое/общее давление
• Тепловая энергия

Если вам нужен быстрый расчет, но вы еще не знаете, как пользоваться калькулятором, вы Вы можете заказать услугу расчета у разработчика калькулятора.

Услуга расчета заказа

Средняя скорость потока жидкости и диаметр трубы для известного расхода

Скорость жидкости в трубе неравномерна по площади сечения. Поэтому используется средняя скорость, и она рассчитывается по уравнение неразрывности для установившегося потока в виде:

Калькулятор диаметра трубы

Рассчитайте диаметр трубы для известного расхода и скорости. Рассчитайте скорость потока для известного диаметра трубы и скорости потока. Преобразование объемного расхода в массовый. Рассчитайте объемный расход идеального газа при различных условиях давления и температуры.

• Калькулятор

Диаметр трубы можно рассчитать, если объемный расход и скорость известны как:

где: D – внутренний диаметр трубы; q – объемный расход; v – скорость; А – площадь поперечного сечения трубы.

Если массовый расход известен, то диаметр можно рассчитать как:

где: D – внутренний диаметр трубы; w – массовый расход; ρ – плотность жидкости; v – скорость.

Простой расчет диаметра трубы

Взгляните на эти три простых примера и узнайте, как с помощью калькулятора рассчитать диаметр трубы для известного расхода жидкости и желаемого расхода жидкости.

Ламинарный и турбулентный режим течения жидкости в трубе, критическая скорость

Если скорость жидкости внутри трубы мала, то линии тока будут прямыми параллельными линиями. Так как скорость жидкости внутри труба постепенно увеличивается, линии тока будут оставаться прямыми и параллельными стенке трубы, пока не будет достигнута скорость когда линии тока будут колебаться и внезапно превращаться в рассеянные узоры. Скорость, с которой это происходит, называется «критическая скорость». При скоростях выше «критических» линии тока случайным образом распределяются по трубе.

Режим течения, когда скорость ниже «критической», называется ламинарным течением (или вязким, или обтекаемым течением). В ламинарном режиме потока скорость наибольшая на оси трубы, а на стенке скорость равна нулю.

При скорости больше «критической» режим течения турбулентный. В турбулентном режиме течения неравномерно беспорядочное движение частиц жидкости в направлениях, поперечных направлению основного потока. Изменение скорости турбулентного потока равно равномернее, чем в ламинарном.

При турбулентном режиме течения у стенки трубы всегда имеется тонкий слой жидкости, движущийся ламинарно. Этот слой называется пограничным слоем или ламинарным подслоем.

Для определения режима течения используйте калькулятор чисел Рейнольдса.

Число Рейнольдса, турбулентное и ламинарное течение, скорость течения в трубе и вязкость

Характер течения в трубе согласно работе Осборна Рейнольдса зависит от диаметра трубы, плотности и вязкости. текущей жидкости и скорости потока. Используется безразмерное число Рейнольдса, представляющее собой комбинацию этих четырех переменными и может рассматриваться как отношение динамических сил массового потока к касательному напряжению из-за вязкости. Число Рейнольдса равно:

где: D – внутренний диаметр трубы; v – скорость; ρ – плотность;

ν – кинематическая вязкость; μ – динамическая вязкость;

Калькулятор числа Рейнольдса

Рассчитайте число Рейнольдса с помощью этого простого в использовании калькулятора. Определить, является ли течение ламинарным или турбулентный. Применяется для жидкостей и газов.

• Калькулятор

Это уравнение можно решить с помощью и калькулятор режима течения жидкости.

Течение в трубах считается ламинарным, если число Рейнольдса меньше 2320, и турбулентным, если число Рейнольдса больше 4000. Между этими двумя значениями находится «критическая» зона, где течение может быть ламинарным, турбулентным или процесс изменений и в основном непредсказуем.

При расчете числа Рейнольдса для эквивалентного диаметра некруглого поперечного сечения (четырехкратный гидравлический радиус d=4xRh) используется, и гидравлический радиус может быть рассчитан как:

Rh = площадь поперечного сечения потока / смоченный периметр

Это относится к квадратным, прямоугольным, овальным или круглым трубопроводам, если они не имеют полного сечения. Из-за большого разнообразия жидкостей, используемых в современных промышленных процессах, одно уравнение который можно использовать для потока любой жидкости в трубе, дает большие преимущества. Это уравнение – формула Дарси, но один фактор – коэффициент трения приходится определять экспериментально. Эта формула имеет широкое применение в области гидромеханики и широко используется на этом веб-сайте.

Уравнение Бернулли – сохранение напора жидкости

Если пренебречь потерями на трение и к трубопроводной системе не добавляется и не отбирается энергия, общий напор H, сумма напора, напора и скоростного напора будет постоянной для любой точки потока жидкости.

Это выражение закона сохранения напора для потока жидкости в трубопроводе или линии тока, известное как Уравнение Бернулли:

где: Z _1,2 – превышение над уровнем отсчета;

р _1,2 – абсолютное давление; v _1,2 – скорость; ρ _1,2 – плотность; г – ускорение свободного падения

Уравнение Бернулли используется в нескольких калькуляторах на этом сайте, например калькулятор падения давления и расхода, Расходомер с трубкой Вентури и калькулятор эффекта Вентури и Калькулятор размера диафрагмы и скорости потока.

Течение в трубе и падение давления на трение, потеря энергии напора | Формула Дарси

Из уравнения Бернулли выводятся все другие практические формулы с модификациями, связанными с потерями и выигрышами энергии.

Как и в реальной системе трубопроводов, существуют потери энергии, и энергия добавляется к жидкости или забирается из нее. (с использованием насосов и турбин) они должны быть включены в уравнение Бернулли.

Для двух точек одной линии тока в потоке жидкости уравнение можно записать следующим образом:

где: Z _1,2 – превышение над уровнем отсчета; р _1,2 – абсолютное давление; v _1,2 – скорость; ρ _1,2 – плотность; ч _л – потеря напора из-за трения в трубе; Н _р – головка насоса; H _T – головка турбинная; г – ускорение свободного падения;

Течение в трубе всегда приводит к потерям энергии из-за трения.

Потеря энергии может быть измерена как падение статического давления. в направлении потока жидкости двумя манометрами. Общее уравнение падения давления, известное как формула Дарси, выраженное в метрах жидкости:

где: h _L – потеря напора из-за трения в трубе; ф – коэффициент трения; L – длина трубы; v – скорость; D – внутренний диаметр трубы; г – ускорение свободного падения;

Чтобы выразить это уравнение как падение давления в ньютонах на квадратный метр (Паскалях), замена соответствующих единиц приводит к:

Калькулятор падения давления

Калькулятор на основе уравнения Дарси. Рассчитать падение давления для известного расхода или рассчитать скорость потока для известного перепада давления. Включен расчет коэффициента трения. Подходит для ламинарного и турбулентного потока, круглого или прямоугольного воздуховода.

• Калькулятор

где: Δ p – падение давления из-за трения в трубе; ρ – плотность; ф – коэффициент трения; L – длина трубы; v – скорость; D – внутренний диаметр трубы; Q – объемный расход;

Уравнение Дарси можно использовать как для ламинарного, так и для турбулентного режима течения и для любой жидкости в трубе. С некоторыми ограничениями, Уравнение Дарси можно использовать для газов и паров. Формула Дарси применяется, когда диаметр трубы и плотность жидкости постоянны и труба относительно прямая.

Коэффициент трения для шероховатости трубы и число Рейнольдса при ламинарном и турбулентном течении

Физические значения в формуле Дарси очень очевидны и могут быть легко получены, когда известны свойства трубы, такие как D – внутренняя часть трубы. диаметр, L – длина трубы и, когда известен расход, скорость можно легко рассчитать с помощью уравнения неразрывности. Единственное значение что необходимо определить экспериментально, так это коэффициент трения. Для ламинарного режима течения Re < 2000 можно рассчитать коэффициент трения, а для турбулентного режима течения, где Re > 4000, используются экспериментально полученные результаты. В критической зоне, где Рейнольдс число между 2000 и 4000, может возникнуть как ламинарный, так и турбулентный режим течения, поэтому коэффициент трения является неопределенным и имеет более низкую пределы для ламинарного потока и верхние пределы, основанные на условиях турбулентного потока.

Если течение ламинарное и число Рейнольдса меньше 2000, коэффициент трения можно определить по уравнению:

где: ф – коэффициент трения; Re – число Рейнольдса;

Когда поток турбулентный и число Рейнольдса выше 4000, коэффициент трения зависит от относительной шероховатости трубы. а также по числу Рейнольдса. Относительная шероховатость трубы – это шероховатость стенки трубы по сравнению с диаметром трубы э/д . Так как внутренняя шероховатость трубы фактически не зависит от диаметра трубы, трубы с меньшим диаметром трубы будут иметь более высокую шероховатость. относительная шероховатость, чем у труб большего диаметра, поэтому трубы меньшего диаметра будут иметь более высокий коэффициент трения чем трубы большего диаметра из того же материала.

Наиболее широко принятыми и используемыми данными для коэффициента трения в формуле Дарси является диаграмма Муди. На диаграмме Муди коэффициент трения можно определить на основе значения числа Рейнольдса и относительной шероховатости.

Падение давления является функцией внутреннего диаметра в пятой степени. Со временем эксплуатации внутренняя часть трубы покрывается грязью, окалиной, и часто целесообразно учитывать ожидаемые изменения диаметра. Также можно ожидать увеличения шероховатости по мере эксплуатации из-за коррозии или образования накипи со скоростью, определяемой материалом трубы. и характер жидкости.

Когда толщина ламинарного подслоя (ламинарный пограничный слой δ ) больше, чем шероховатость трубы e , поток называется потоком в гидравлически гладкой трубе, и можно использовать уравнение Блазиуса:

где: ф – коэффициент трения; Re – число Рейнольдса;

Толщина пограничного слоя может быть рассчитана на основе уравнения Прандтля как:

где: δ – толщина пограничного слоя; D – внутренний диаметр трубы; Re – число Рейнольдса;

Для турбулентного течения с Re < 100 000 (уравнение Прандтля) можно использовать:

Для турбулентного течения с Re > 100 000 (уравнение Кармана) можно использовать:

Наиболее распространенным уравнением, используемым для расчета коэффициента трения, является формула Коулбрука-Уайта и он используется для турбулентного потока в калькуляторе падения давления:

где: ф – коэффициент трения; Re – число Рейнольдса; D – внутренний диаметр трубы; к _р – шероховатость трубы;

Статическое, динамическое и полное давление, скорость потока и число Маха

Статическое давление – это давление жидкости в потоке. Полное давление – это давление жидкости, когда она находится в состоянии покоя, то есть скорость уменьшается до 0.

Полное давление можно рассчитать с помощью теоремы Бернулли. Представьте себе, что поток находится в одной точке линии тока, остановленной без потери энергии теорему Бернулли можно записать в виде:

Если скорость в точке 2 v ₂ =0, то давление в точке 2 равно сумме p ₂ =p _t :

где: р – давление; р _т – общее давление; v – скорость; ρ – плотность;

Разница между полным и статическим давлением представляет собой кинетическую энергию жидкости и называется динамическим давлением.

Динамическое давление для жидкостей и несжимаемого потока, где плотность постоянна, можно рассчитать как:

где: р – давление; р _т – общее давление; р _д – динамическое давление; v – скорость; ρ – плотность;

Если динамическое давление измеряется с помощью таких инструментов, как зонд Прандтля или трубка Пито, скорость можно рассчитать в одна точка линии тока как:

где: р – давление; р _т – общее давление; р _д – динамическое давление; v – скорость; ρ – плотность;

Для газов и чисел Маха больше 0,1 эффектами сжимаемости нельзя пренебречь.

Для расчета сжимаемого потока можно использовать уравнение состояния газа. Для идеальных газов скорость при числе Маха M < 1 рассчитывается по следующему уравнению:

где: М – число Маха M=v/c – связь между локальной скоростью жидкости и локальной скоростью звука; γ – изоэнтропический коэффициент;

Следует сказать, что для М > 0,7 данное уравнение не совсем точно.

Если число Маха М > 1, то возникнет нормальная ударная волна. Уравнение для скорости перед волной приведено ниже:

где: р – давление; р _ти – общее давление; v – скорость; М – Число Маха; γ – изоэнтропический коэффициент;

Приведенные выше уравнения используются для Датчик Прандтля и калькулятор скорости потока с трубкой Пито.

Примечание: Вы можете скачать полный вывод данных уравнений

Расход теплоносителя на теплопередачу, мощность котла и температура

Калькулятор тепловой энергии

Рассчитать тепловую энергию и тепловую мощность для известного расхода. Рассчитайте расход для известной тепловой энергии или тепловой мощности. Применяется для котлов, теплообменников, радиаторов, чиллеров, воздухонагревателей.

• Калькулятор

Расход жидкости, необходимый для передачи тепловой энергии – тепловой мощности, можно рассчитать как:

где: q – расход [м ³ /ч]; ρ – плотность жидкости [кг/м ³ ]; c – удельная теплоемкость жидкости [кДж/кгК]; Δ T – разница температур [K]; P – мощность [кВт];

Это соотношение можно использовать для расчета необходимого расхода, например, воды, нагретой в котле, если мощность котел известен.