РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ И РАСЧЕТЫ УСТАНОВКИ
РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ И РАСЧЕТЫ УСТАНОВКИ
ПРИМЕРНЫЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ И ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ
РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ:
Через инженерные:
С помощью этого метода лист расчета тепловых потерь, лист расчета радиатора и деталей, лист расчета значений потерь и лист расчета труб заполняются отдельно для каждой среды во время расчета тепловых потерь.
В расчетной ведомости тепловых потерь расчеты производятся с учетом направления объема, для которого производится расчет тепловых потерь, толщины стены-пола и наружной площади стены-пола-окна. Радиатор и детальный расчетный лист используются при выборе радиаторов и размещении их на архитектурном проекте после расчета объемных теплопотерь. В таблице значений потерь (удельного сопротивления) указаны потери, которые затрудняют течение воды в трубах, S-образных частях, кронштейнах, перегородках и т.
Приблизительный метод:
Отапливаемые объемы имеют м 3 исходя из ориентировочных расчетных значений в пересчете на среднегодовые температуры.
Для 3 или C:
Изоляция защищена Ккал/чм 3 | Изолированный свободный Ккал/чм 3 | Неизолированный защищенный Ккал/чм 3 | Неизолированный свободный Ккал/чм 3 | |
Пентхаус | 19 | 28 | 30 | 40 |
Мезонин | 17 | 25 | 26 | 35 |
Подвал | 19 | 28 | 30 | 40 |
Для -3 или C:
Изоляция защищена Ккал/чм 3 | Изолированный свободный Ккал/чм 3 | Неизолированный защищенный Ккал/чм 3 | Неизолированный свободный Ккал/чм 3 | |
Пентхаус | 22 | 30 | 40 | 50 |
Мезонин | 20 | 28 | 32 | 40 |
Подвал | 22 | 30 | 35 | 45 |
Для -6 o C:
Изоляция защищена Ккал/чм 3 | Изолированный свободный Ккал/чм 3 | Неизолированный защищенный Ккал/чм 3 | Неизолированный свободный Ккал/чм 3 | |
Пентхаус | 25 | 33 | 45 | 55 |
Мезонин | 22 | 30 | 35 | 43 |
Подвал | 25 | 33 | 40 | 50 |
Для -12 или C:
Изоляция защищена Ккал/чм 3 | Изолированный свободный Ккал/чм 3 | Неизолированный защищенный Ккал/чм 3 | Неизолированный свободный Ккал/чм 3 | |
Пентхаус | 28 | 38 | 50 | 60 |
Мезонин | 24 | 34 | 38 | 46 |
Подвал | 28 | 38 | 44 | 54 |
Для -21 или C:
Изоляция защищена Ккал/чм 3 | Изолированный свободный Ккал/чм 3 | Неизолированный защищенный Ккал/чм 3 | Неизолированный свободный Ккал/чм 3 | |
Пентхаус | 35 | 45 | 60 | 70 |
Мезонин | 30 | 40 | 44 | 55 |
Подвал | 35 | 45 | 53 | 63 |
Приблизительные потери тепла желаемого объема можно рассчитать с помощью этих таблиц. Котел подбирается в соответствии с расчетным значением тепловых потерь.
Например, ориентировочные теплопотери неутепленного защищенного помещения площадью 20 м² с высотой крыши 3 метра, расположенного в мезонине, составляют:
20x3x32= 1920 ккал/ч.
Таким же образом примерные потери тепла для дома площадью 150 м² составляют:
150x3x32= 14 400 ккал/ч.
Нагревательное устройство выбирается в соответствии с найденной величиной тепловых потерь. Например. обычный комбинированный котел, конденсационный комбинированный котел и центральное отопление, если выполняется индивидуальное отопление, а центральный котел, если выполняется центральное системное отопление.
РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ГОРЕЛКИ:
Следует ли использовать котел системы продувки; расчет горелки, совместимой с мощностью котла, производится по следующей формуле:
Q к
B Br =
Н и . № Br
B Br : Мощность горелки (кг/ч)
Q k : Мощность котла (ккал/ч)
וּ Br : Эффективность горелки (проверено по каталогу)
H u : Низшая теплота сгорания топлива (ккал/ч)
H u значения:
Дизель: 10200 ккал/кг
Мазут №4: 10100 ккал/кг
СНГ: 11800 ккал/кг
Природный газ: 8250 ккал/м 3
Зонгулдакский уголь: 7000 ккал/кг
Кокс: 6000 ккал/кг
Бурый уголь: 2000 – 5500 ккал/кг
Приблизительные וּ Br значения:
Бурый уголь: 0,65
Кокс и каменный уголь: 0,72
Мазут: 0,82
Природный газ: 0,92
РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ТРУБ:
При расчете размера трубы скорость воды при наименьшем значении в ответвлениях должна увеличиваться по мере увеличения размера трубы и достигать максимальной скорости на входе в котел.
Однако скорость воды не должна быть выше 0,2-0,3 м/с в системах водяного отопления 90 o C/70 o C, 1 м/с. в трубах до 2”, и 1,5 м/сек. в больших трубах. Затем рассчитываются потери давления в прямой трубе и местные потери и выбирается насос для системы.ВЫБОР РАДИАТОРНЫХ КЛАПАНОВ:
Вы должны решить, использовать ли радиаторные клапаны с внутренней регулировкой расхода или термостатические радиаторные клапаны (TRV). В случае ТРВ вы предотвратите нагрев объемов сверх заданной температуры и обеспечите экономию топлива (каждый дополнительный нагрев на 1°С означает дополнительный расход топлива на 5%), а также облегчите комфортные условия и сделаете их постоянными.
Термостатический вентиль радиатора
ВЫБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ РАДИАТОРА:
Панельные или чугунные радиаторы выбираются из соответствующих каталогов в зависимости от величины тепловых потерь, рассчитанной на объем. Чугунные радиаторы имеют количество секций, а панельные – длину радиатора.
В чугунных чугунных радиаторах с количеством секций более 20 и панельных радиаторах длиной более 1,5 м обратная ветвь должна быть взята с другого конца (перемычка) радиатора.
Важное примечание: На практике ни одна система не работает при 90 o C/70 o C. Поскольку они работают при 75 o C/65 o C, необходимо запрашивать у производителей таблицу теплотворной способности радиаторов. по системе 75 o C/65 o C.
ВЫБОР ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА
Расход циркуляционного насоса определяется количеством воды, циркулирующей в установке. Вода, циркулирующая в установке, зависит от общей потребности установки в тепле и температуры воды на входе и выходе.
Q к
Q р =
К.п.(т г -т д )
Q p : Производительность насоса (м 3 /ч)
Q k
C : Удельная теплоемкость воды (1 ккал/кг o C)
p: Плотность воды (примерно 970 кг/м 3 для систем 90 o C/ 70 o C)
t g : Температура воды в прямом направлении
t d : Температура обратной воды
Однако это выражение не используется для обогревателей, так как тепловая мощность определяется по расходу. В этом случае учитываются рекомендации производителя нагревателя по расходу насоса.
Давление циркуляционного насоса: Давление циркуляционного насоса должно быть больше, чем коэффициент трения колонны, которая имеет самые высокие потери на трение и называется критическим контуром.
H p > ∑R.L + ∑Z ммSS
R.L: Потери в прямолинейных трубах:
Z: Локальные потери
Найденное значение давления увеличивается, если в расчетах учитываются потери котельной. Если не учитывать потери котельной, к расчетному значению добавляют 300-800 мм СС.
Желательно, чтобы циркуляционный насос работал посередине расхода по оси абсцисс (горизонтальная ось) и кривой характеристики давления по ординате (вертикальная ось). Есть запасная часть на случай поломки.
Насосы обычно подключаются к обратной линии. Если установка имеет большую производительность, к выходной линии подключается центробежный насос, который используется вместо циркуляционного насоса. Таким образом, в системе не остается критической точки для образования воздуха.
РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК РАСЧЕТ:
Закрытый расширительный бак:
Его главная особенность заключается в том, что он блокирует проникновение кислорода воздуха в воду системы и предотвращает коррозию. Кроме того, в отличие от открытых расширительных бачков, вода не испаряется и вызывает потери воды и тепла. Они изготавливаются цилиндрической, сферической, плоско-круглой и плоско-прямоугольной формы и размещаются в котельных. Таким образом устраняются проблемы размещения и замораживания. В системе обязательно должен быть предохранительный клапан и манометр.
Закрытые расширительные баки подходят только для котлов с автоматическим регулированием горения (жидкое и газовое топливо). Его нельзя использовать в угольных котлах с ручной загрузкой, так как это может вызвать большие колебания тепла.
В зависимости от теплопроизводительности он имеет модели на 6, 12 и 18 литров для комнатных обогревателей.
По практическим расчетам, 6% от объема воды в системе принимают за объем закрытого расширительного бака.
Для практического определения объема воды в установке можно использовать следующий метод:
Панельные радиаторы модели ПККП высотой 600 мм используются в основном на рынке. На 1 метр этих радиаторов уходит почти 6 литров воды. Предположим, что в квартире, отапливаемой центральным котлом, используется 100-метровый радиатор 600 ПККП. В этом случае общий объем воды в радиаторах равен:
100х6=600 литров.
Теперь предположим, что этот объем воды составляет 1000 литров, когда мы добавим приблизительное количество воды в установке и котле, взглянув на значение по каталогу.
В этом случае объем расширительного бака, необходимый для системы:
1.000×0.06=60 литров.
Открытый расширительный бак:
Они используются в твердотопливных системах, так как нет возможности контроля пламени. Температура воды не превышает 100 o С, так как давление в системе не превышает 1 бар. В систему необходимо добавить новую воду, так как вода при контакте с атмосферой будет испаряться. Кислород в недавно добавленной воде вызывает коррозию. Важным моментом является то, что прямая и обратная предохранительные трубы не имеют запорной арматуры. Предохранительные трубы – это прямые и обратные предохранительные трубы, по которым количество отопительной воды, увеличившееся в объемном отношении из-за перепада температур, в частности повышения температуры, в теплопроизводителе, т.е. котле и установке, передается в расширительный бак. Передняя труба должна быть подсоединена сверху, а обратная предохранительная труба должна быть подсоединена снизу. В этом случае вода будет поступать из передней предохранительной трубы в расширительный бак, если давление водяного насоса больше требуемого значения. Так как такой поток нежелателен, необходимо либо подключить к системе насос с меньшим давлением, либо предотвратить поступление воды в расширительный бак, отрегулировав перепускной клапан в насосной станции.
Нормальный уровень воды в установке – это когда температура воды 90 o C и расширительный бак заполнен. Уровень воды считывается в mSS (метр водяного столба) по ареометру, закрепленному на котле или коллекторе.
Сигнальная трубка, подсоединенная к расширительному баку от минимального уровня воды и проложенная до котельной, с закрепленным на ее конце вентилем (1/2 дюйма), позволяет проверить, достаточно ли воды в установке.
Прямая и обратная предохранительные трубы не могут быть меньше 1 дюйма. Расширительные баки входят в объем TS 713.
Расчет объема открытого расширительного бака производится так же, как и расчет объема закрытого расширительного бака.
Поток в трубе
Читать на этой странице
- Диаметр
- Ламинарный/турбулентный
- Число Рейнольдса
- Принцип Бернулли
- Формула Дарси
- Трение
- Динамическое/полное 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 напряжению сдвига 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; g – 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 турбины; 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 от 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 по теореме 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: M – 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 при известном расходе. 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.