Теплотехнический расчет отопления
Расчет поможет подобрать котлы отопления
Теплотехнический расчет отопления позволяет выяснить мощность котлов отопления для Вашего объекта. Каким образом? Все очень просто – чтобы выяснить сколько нужно давать тепла (мощность котлов), надо посчитать сколько тепла теряется. Объект теряет тепло следующими способами:
- через ограждающие конструкции (стены, крышу, пол). Представьте, что стены имеют щели, и через них на улицу уходит только что нагретый нами воздух.
- через систему вентиляции – теплый воздух из помещений вылетает на улицу через вентиляционную трубу, унося драгоценное тепло! Взамен с улицы поступает столько же воздуха обратно, но, к сожалению, холодного, который мы снова вынуждены нагревать.
Поскольку сейчас мы говорим именно об теплотехническом расчет отопления, то потери тепла при использовании горячей воды (тепло уходит в канализацию) мы опустим.
Так вот, посчитав указанные выше теплопотери и прибавив к ним потери котельной на свои нужды и потери тепла в трубах отопления, мы получим цифру в кВт, которая даст нам наконец возможность подобрать котел отопления для объекта – то, что мы и хотели.
Вторая польза теплотехнического расчета отопления
Вторая польза теплотехнического расчета отопления состоит в следующем: расчет покажет количество газа, расходуемое Вашим объектом в час и в год. Эти цифры будут нужны газовой компании, куда Вы прийдете с желанием газифицировать Ваш объект. На основании этих цифр будет приниматься решение о возможности газификации объекта и расположении точки врезки в газораспределительную сеть.
Расчет как необходимая бумага
Теплотехнический расчет отопления является обязательной бумагой при газификации объекта. Расчет будет первым документом, который Вас попросят предоставить в местном газовом тресте. Речь идет об объектах, потребляющих более 5м3 газа в час.
Соответственно, Вам срочно нужен исполнитель теплотехнического расчета. Т.е. расчет в таком случае фактически нужен “для галочки”. Мы готовы помочь и в этой ситуации и решить Вашу проблему! Правда расчет в таком случае будет выполнить сложнее из-за существующих ораничений в виде уже купленных котлов либо каких-то договоренностей с газовым трестом об объеме газа.Подробнее о теплотехническом расчете.
Наши преимущества:
- Скорость выполнения расчета – от 1х суток. В местном газовом тресте Вы можете прождать и месяц..
- Стоимость наших услуг ниже Мосгаза\Мособлгаза
- Большой опыт расчета нестандартных объектов. Список посчитанных объектов
Теплотехнический расчет | rhvac.ru
Теплотехнический расчет системы воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования для каждого дома осуществляется в специально предназначенных для этих целей программах.
Для осуществления теплотехнического расчета системы HVAC необходимо иметь поэтажные планы дома с указанием предназначения помещений и знать ответы на некоторые вопросы:
- размеры окон, дверей.
- тип остекления – одно или двухкамерные стеклопакеты, материал оконных рам.
- есть подвал или полуподвал, его глубина, высота, утепление.
- утепление пола над полуподвалом или на земле (бетонная плита).
- утепление потолка верхнего этажа или крыши.
- количество проживающих постоянно в доме людей.
- расположение дома относительно сторон света (север-юг, запад-восток).
- утепление стен дома ( коэффициент теплопроводности).
- высота помещений. Теплотехнический расчет системы отопления, вентиляции и кондиционирования На основании теплотехнических расчетов для систем отопления, вентиляции и кондиционирования подбирается необходимый воздухонагреватель, который должен соответствовать необходимым условиям по мощности, производительности по воздуху и виду используемого энергоносителя -магистральный газ, сжиженный газ, дизельное топливо, электроэнергия, уголь, дрова.
- Сечение воздуховодов – определяется уже исходя из мощности и производительности воздухонагревателя, а также в зависимости от разветвления трассы воздуховодов. Максимальное сечение основного воздуховода 600мм на 300мм, минимальное-200мм на 200мм.
При расчете сечения воздуховодов и перед согласованием схемы расположения необходимо также знать ответы на следующие вопросы:
-необходимость вытяжной вентиляции из санузлов, вытяжки от кухонной плиты.
-отвод газа через стену или через крышу, при помощи труб ПВХ, от оборудования с коэффициентом использования топлива AFUE более 90%.
-предусмотреть канализационный слив 32 мм для конденсата, который образуется при работе высокоэффективного газового оборудования с AFUE 90%.
-предусмотреть в доме дымоход, из предназначенных для этого труб, для отвода продуктов сгорания от газового оборудования с AFUE 80%.
-место для установки увлажнителя и его тип.
-для каких фильтров предусмотреть возможность установки.
-будет устанавливаться оборудование для системы кондиционирования или нет.
-будет ли в дальнейшем устанавливаться система автоматического зонального контроля температуры и в каких помещениях.
После согласования с заказчиком схемы расположения воздуховодов, определения места расположения подающих и возвратных решеток, в зависимости от расстановки мебели и места установки оборудования, можно приступать к монтажу воздуховодов системы воздушного отопления.
пошаговая инструкция с примерами и формулами
При эксплуатации здания нежелательны как перегрев, так и замерзание. Определить золотую середину позволит теплотехнический расчет, который не менее важен, чем расчет экономичности, прочности, огнестойкости, долговечности.
На основании теплотехнических норм, климатических характеристик, паро- и влагопроницаемости осуществляется выбор материалов для возведения ограждающих конструкций. Как выполнить этот расчет, рассмотрим в статье.
Содержание статьи:
- Цель теплотехнического расчета
- Параметры для выполнения расчетов
- Формулы расчета
- Потери через ограждающие конструкции
- Недостатки расчета площади 90 10 10
Потери через вентиляцию дома Пример теплотехнического расчета №1
- Пример теплотехнического расчета №2
- Пример теплотехнического расчета №3
- Пример теплового расчета №4
- Выводы и полезное видео по теме
Назначение теплотехнического расчета
Многое зависит от теплотехнических характеристик капитального ограждения здания.
Это и влажность конструктивных элементов, и температурные показатели, влияющие на наличие или отсутствие конденсата на межкомнатных перегородках и потолках.
Расчет покажет, сохраняются ли стабильные температурно-влажностные характеристики при плюсовых и минусовых температурах. В перечень этих характеристик входит и такой показатель, как количество тепла, теряемого ограждающими конструкциями в холодный период.
Вы не можете начать проектирование, не имея всех этих данных. На их основе выбирают толщину стен и перекрытий, последовательность слоев.
По нормам ГОСТ 30494-96 значения температуры внутри. В среднем это 21⁰. При этом относительная влажность должна оставаться в комфортных рамках, а это в среднем 37%. Наибольшая скорость движения воздушных масс – 0,15 м/с
Теплотехнический расчет направлен на определение:
- Идентичны ли конструкции заявленным требованиям по теплозащите?
- Так ли полностью обеспечен комфортный микроклимат внутри здания?
- Обеспечена ли оптимальная тепловая защита конструкций?
Основной принцип – соблюдение баланса разницы температурных показателей атмосферы внутренних конструкций ограждений и помещений.
Если его не соблюдать, эти поверхности будут поглощать тепло, а внутри температура будет оставаться очень низкой.
Изменения теплового потока не должны существенно влиять на внутреннюю температуру. Эта характеристика называется теплостойкостью.
Путем выполнения теплового расчета определяются оптимальные пределы (минимальные и максимальные) размеров стен и перекрытий по толщине. Это гарантия эксплуатации здания на протяжении длительного периода, как без сильного промерзания конструкций, так и без перегрева.
Параметры для выполнения расчетов
Для выполнения теплового расчета необходимы исходные параметры.
Зависят от ряда характеристик:
- Назначение здания и его тип.
- Ориентация вертикальных ограждающих конструкций относительно ориентации по сторонам света.
- Географические параметры будущего дома.
- Объем здания, его этажность, площадь.
- Типы и размерные данные дверных, оконных проемов.
- Вид отопления и его технические параметры.
- Количество постоянно проживающих.
- Материал вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций.
- Перекрытие верхнего этажа.
- Оборудован горячей водой.
- Тип вентиляции.
Другие конструктивные особенности сооружения учитываются при расчете. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций не должна способствовать переохлаждению внутри дома и снижению теплозащитных характеристик элементов.
Потери тепла вызывают и переувлажнение стен, а кроме того, это приводит к сырости, что отрицательно сказывается на долговечности здания.
В процессе расчета в первую очередь определяются теплотехнические характеристики строительных материалов, из которых изготавливается ограждающая конструкция. Кроме того, определению подлежит приведенное сопротивление теплопередаче и соответствие его нормативному значению.
Формулы для расчета
Утечки тепла в доме можно разделить на две основные части: потери через ограждающие конструкции и потери, вызванные функционированием.
Кроме того, тепло теряется при сбросе теплой воды в канализационную систему.
Потери через ограждающие конструкции
Для материалов, из которых состоят ограждающие конструкции, необходимо найти значение показателя теплопроводности Кт (Вт/м х град). Они есть в соответствующих справочниках.
Теперь, зная толщину слоев, по формуле: R = S / CT рассчитайте термическое сопротивление каждой единицы. Если конструкция многослойная, все полученные значения суммируются.
Размеры теплопотерь проще всего определить, сложив тепловые потоки через ограждающие конструкции, фактически образующие данное здание
Руководствуясь этой методикой, учитывайте тот момент, что материалы, входящие в состав конструкции, имеют различное строение. Учитывается также, что проходящий через них тепловой поток имеет различную специфику.
Для каждой отдельной конструкции потери тепла определяются по формуле:
Q = (A/R) x dT
Здесь:
- А – площадь в м².
- R – сопротивление конструкции теплопередачи.
- dT – разница температур снаружи и внутри. Его необходимо определить для самого холодного 5-дневного периода.
Выполняя расчет таким образом, можно получить результат только за самую холодную пятидневку. Суммарные теплопотери за весь холодный период года определяются с учетом параметра dT с учетом температуры не самой низкой, а средней.
Степень поглощения тепла, а также теплопередача зависят от влажности климата в регионе. По этой причине в расчетах используются карты влажности.
Далее рассчитайте количество энергии, необходимой для компенсации потерь тепла, ушедших как через ограждающие конструкции, так и через вентиляцию. Обозначается W.
Для этого есть формула:
W = ((Q + QB) x 24 x N) / 1000
В ней N – продолжительность отопительного периода в днях.
Недостатки расчета площади
Расчет по показателю площади не очень точен. Здесь не учитывается такой параметр, как климат, температурные показатели, как минимальные, так и максимальные, влажность.
Из-за игнорирования многих важных моментов расчет имеет существенные погрешности.
Часто их пытаются заблокировать, в проекте предусмотрен “запас”.
Если вы все-таки выбрали этот способ расчета, то необходимо учитывать следующие нюансы:
- При высоте вертикальных ограждений до трех метров и наличии не более двух проемов на одной поверхности результат лучше умножьте на 100 ватт.
- Если в проекте есть балкон, два окна или лоджия, умножается в среднем на 125 Вт.
- Если помещение производственное или складское, используется умножитель на 150 Вт.
- При размещении радиаторов возле окон их расчетная мощность увеличивается на 25%.
Формула площади:
Q = S x 100 (150) W.
Здесь Q – комфортный уровень тепла в здании, S – площадь с отоплением в м². Цифры 100 или 150 – удельное количество тепловой энергии, затраченное на обогрев 1 м².
Потери через домашнюю вентиляцию
Ключевым параметром в данном случае является кратность воздухообмена.
При условии, что стены дома паропроницаемы, эта величина равна единице.
Проникновение холодного воздуха в дом осуществляется приточной вентиляцией. Вытяжная вентиляция способствует оттоку теплого воздуха. Снижает потери через вентиляцию теплообменника. Он не дает теплу уйти вместе с вытяжным воздухом, а сам обогревает входящие потоки
Обеспечивает полное обновление воздуха внутри здания за один час. Здания, построенные по стандарту DIN, имеют стены с пароизоляцией, поэтому здесь коэффициент воздухообмена принимается равным двум.
Существует формула, по которой определяются потери тепла через систему вентиляции:
Qw = (V x Qu: 3600) x P x C x dT
Здесь символы обозначают следующее:
- Qв – потери тепла.
- V – объем помещения в мᶾ.
- P — плотность воздуха. его значение принимается равным 1,2047 кг/мᶾ.
- Kv – коэффициент воздухообмена.
- C – удельная теплоемкость. Он равен 1005 Дж/кг х Кл.
По результатам данного расчета можно определить мощность теплогенератора системы отопления. Если значение мощности слишком велико, ситуация может стать выходом из положения. . Давайте рассмотрим несколько примеров домов из разных материалов.
Пример теплотехнического расчета №1
Рассчитываем жилой дом, расположенный в 1 климатическом районе (Россия), подрайон 1Б. Все данные взяты из таблицы 1 СНиП 23-01-99. Самая низкая температура наблюдается за пять дней с безопасностью 0,9.2 – tн = -22⁰С.
В соответствии со СНиП отопительный период (зоп) длится 148 дней. Средняя температура за отопительный период при среднесуточных показателях температуры воздуха на улице составляет 8⁰ – общ = -2,3⁰. Температура наружного воздуха в отопительный сезон tht = -4,4⁰.
Теплопотери дома – важнейший момент на этапе проектирования. От результатов расчета зависит выбор строительных материалов и утеплителя. Нулевых потерь не бывает, но стремитесь к тому, чтобы они были максимально целесообразными.
Условием предусмотрено, что в комнатах дома должна быть обеспечена температура 22 дома. Дом имеет два этажа и стены толщиной 0,5 м. Его высота 7 м, размеры в плане 10 х 10 м. Материал вертикальных стен – теплая керамика. Для него коэффициент теплопроводности составляет 0,16 Вт/м х Кл.
В качестве наружного утеплителя использовалась минеральная вата, толщиной 5 см. Величина КТ для нее равна 0,04 Вт/м х С. Количество оконных проемов в доме 15 шт. 2,5 м² каждый.
Потери тепла через стены
В первую очередь необходимо определить тепловое сопротивление как керамической стены, так и изоляции. В первом случае R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 кв.м x С/Вт. Во втором – R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 кв.м x С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,375 кв.м x С/Вт.
Поскольку теплопотери имеют прямопропорциональную зависимость от площади ограждающих конструкций, вычисляем площадь стен:
А = 10 х 4 х 7 – 15 х 2,5 = 242,5 м²
Теперь можно определить потери тепла через стены:
Qc = (242,5:4,375) х (22 – (-22)) = 2438,9 Вт
Потери тепла через горизонтальные перегородки рассчитываются аналогичным образом.
В результате все результаты суммируются.
Если есть подвал, то теплопотери через фундамент и пол будут меньше, так как в расчете участвует температура грунта, а не наружного воздуха
Если подвал под полом первого этажа отапливается, то пол можно не утеплять. Стены подвала все же лучше обшить утеплителем, чтобы тепло не уходило в землю.
Определение потерь через вентиляцию
Для упрощения расчета толщину стен не учитывать, а просто определить объем воздуха внутри:
V = 10х10х7 = 700 мᶾ.
При кратности воздухообмена Kv = 2 потери тепла составят:
Qw = (700 x 2): 3600) x 1,2047 x 1005 x (22 – (-22)) = 20 776 Вт.
Если Kv = 1:
Qw = (700 x 1): 3600) x 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 10 358 Вт.
Эффективную вентиляцию жилых зданий обеспечивают роторные и пластинчатые рекуператоры. КПД первого выше, он достигает 90%.
Пример теплотехнического расчета № 2
Требуется рассчитать потери через кирпичную стену толщиной 51 см.
Утеплен 10-сантиметровым слоем минеральной ваты. Снаружи – 18⁰, внутри – 22⁰. Размеры стены составляют 2,7 м в высоту и 4 м в длину. Единственная внешняя стена помещения ориентирована на юг, наружных дверей нет.
Для кирпича коэффициент теплопроводности Кт = 0,58 Вт/мºС, для минеральной ваты – 0,04 Вт/мºС. Тепловое сопротивление:
R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 кв.м x С/Вт. R2 = 0,1:0,04=2,5 кв.м х С/Вт. В общем случае для вертикальной ограждающей конструкции: R=R1+R2=0,879+2,5=3,379 кв. м x C / Вт.
Площадь внешней стены A = 2,7 x 4 = 10,8 м²
Теплопотери через стену:
Qc = (10,8:3,379) x (22 – (-18)) = 127,9 Вт.
Для расчета потерь через окна используется та же формула, но их термическое сопротивление обычно указывается в паспорте и рассчитывать его не нужно.
В теплоизоляции дома окна являются «слабым звеном». Через них проходит довольно большая доля тепла. Многослойные стеклопакеты, теплоотражающие пленки, двойные рамы снизят потери, но даже это не поможет полностью избежать потерь тепла
Если окна дома размерами 1,5 х 1,5 м² энергосберегающие, ориентированы на север , а термическое сопротивление 0,87 м2°С/Вт, то потери составят:
Qo = (2,25:0,87) х (22 – (-18)) = 103,4 т.
Пример теплотехнического расчета № 3
Выполняем тепловой расчет деревянного сруба с фасадом, возведенным из сосновых бревен с толщиной слоя 0,22 м. Коэффициент для этого материала К = 0,15. При таком раскладе теплопотери составят:
R = 0,22: 0,15 = 1,47 м² х ⁰C/Вт.
Минимальная пятидневная температура -18⁰, для комфорта в доме устанавливается температура 21⁰. Разница составляет 39⁰. Если исходить из площади 120 м², то получим результат:
Qc = 120 х 39:1,47 = 3184 Вт.
Для сравнения определяем потери кирпичного дома. Коэффициент для силикатного кирпича равен 0,72.
R = 0,22: 0,72 = 0,306 м² x ⁰C / Вт.
Qs = 120 x 39: 0,306 = 15 294 Вт.
В тех же условиях деревянный дом более экономичен. Силикатный кирпич для возведения стен здесь совершенно не подходит.
Деревянная конструкция обладает высокой теплоемкостью. Его ограждающие конструкции долго сохраняют комфортную температуру. Тем не менее, даже бревенчатый дом нужно утеплять и лучше это делать как изнутри, так и снаружи
Строители и архитекторы рекомендуют заняться грамотным подбором оборудования и на этапе проектирования дома подобрать подходящую систему утепления.
Пример теплового расчета №4
Дом будет построен в Московской области. Для расчета была взята стена, созданная из пеноблоков. Как применяется изоляция. Отделка конструкции – штукатурка с обеих сторон. Его структура известковая и песчаная.
Пенополистирол имеет плотность 24 кг/мᶾ.
Относительная влажность воздуха в помещении 55% при средней температуре 20⁰. Толщина слоя: штукатурка
- – 0,01 м;
- пенобетон – 0,2 м;
- пенополистирол – 0,065 м.
Задача найти необходимое сопротивление теплопередаче и фактическое. Необходимый Ртр определяется подстановкой значений в выражение:
Ртр = а х ГСОП + b
где ГОСП – градусо-день отопительного сезона, а а и b – коэффициенты, взятые из таблицы № 3 Свода правил 50.13330.2012. Поскольку здание жилое, а равно 0,00035, b = 1,4.
ГСОП рассчитывается по формуле, взятой из того же СП:
ГСОП = (тв – общ) х зот.
В этой формуле тв = 20⁰, tф = -2,2⁰, zф – 205 – отопительный период в днях.
Отсюда:
ГСОП = (20 – (-2,2)) х 205 = 4551⁰ С х сут.;
Rтр = 0,00035 х 4551 + 1,4 = 2,99 м2 х С/Вт.
Используя таблицу № 2 СП50.13330.2012, определить коэффициент теплопроводности для каждого слоя стены:
- λb1 = 0,81 Вт/м С;
- λb2 = 0,26 Вт/м⁰С;
- λb3 = 0,041 Вт/м ⁰С;
- λb4 = 0,81 Вт/м ⁰С.
Суммарное условное сопротивление теплопередаче Ro, равное сумме сопротивлений всех слоев. Рассчитайте его по формуле:
Эта формула взята из СП 50.13330.2012. Здесь 1/ср – противодействие тепловосприятию внутренних поверхностей. 1 / en – то же внешнее, δ / λ – сопротивление теплового слоя
Подставляя значения получаем: = 2,54 м2°С/Вт. Rf определяют путем умножения Ro на коэффициент r, равный 0,9:
Rf = 2,54 х 0,9 = 2,3 м2 х °С/Вт.
Результат обязывает изменить конструкцию ограждающего элемента, так как фактическое термическое сопротивление меньше расчетного.
Существует множество компьютерных сервисов, которые ускоряют и упрощают расчеты.
Теплотехнические расчеты непосредственно связаны с определением . Что это такое и как найти его значение, вы узнаете из статьи, которую мы рекомендуем.
Выводы и полезное видео по теме
Выполнение теплотехнического расчета с помощью онлайн-калькулятора:
Правильный теплотехнический расчет:
Грамотный теплотехнический расчет позволит оценить эффективность утепления наружных элементов дома, определить мощность необходимого отопительного оборудования.
В результате вы сможете сэкономить на покупке материалов и отопительных приборов. Лучше заранее узнать, справится ли оборудование с обогревом и кондиционированием здания, чем покупать все наобум.
Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в блоке ниже. Расскажите о том, как теплотехнический расчет помог вам подобрать отопительное оборудование необходимой мощности или систему утепления.
Не исключено, что ваша информация будет полезна посетителям сайта.
Теплотехнический расчет теплообменника для гелиоустановок
Фуад Мамедов
Азербайджанская Государственная Нефтяная Академия, Азербайджанская Республика, AZ1010, г. Баку, Д. Алиева 227
Адрес для корреспонденции: Фуад Мамедов, Азербайджанская Государственная Нефтяная Академия, Азербайджанская Республика, AZ1010, город Баку, Д. Алиева 227.
| Электронная почта: |
Copyright © 2012 Научное и академическое издательство. Все права защищены.
Аннотация
Статья посвящена использованию теплообменного аппарата, используемого при механической очистке нефтесодержащих вод механическими способами. Здесь, как один из основных элементов солнечной энергетической установки, имеющей фокусирующий концентратор, были представлены общие тепловые и энергетические расчеты теплообменного аппарата.
Ключевые слова: Теплообменник, Расчет тепловой энергии, Солнечная энергия, Солнечная электростанция с параболическим желобом, Первичная очистка нефтесодержащих сточных вод
Процитируйте эту статью: Фуад Мамедов, Теплотехнический расчет теплообменника для солнечных электростанций, Наука и техника , Vol. 3 № 2, 2013. С. 55-60. doi: 10.5923/j.scit.20130302.02.
Article Outline
- 1. Introduction
- 2. Experimental Procedure and Results
- 3. Thermotechnical Calculation of Heat Exchanger
- 4. Conclusions
- Nomenclature
1 Введение
- В настоящее время в наземных нефтяных скважинах очистка нефтесодержащих вод является одним из основных вопросов. Воды, сбрасываемые нефтью и нефтедобычей, имеют в составе большое количество вредных токсичных веществ и тяжелых металлов, которые могут загрязнять другие соседние водоемы, нанося огромный экологический ущерб.
В результате медико-гигиеническая катастрофа влияет на окружающую среду, в том числе на фауну, флору и т.д. Решению этого вопроса послужит сбор нефти на экспорт и улучшение экологического состояния. Наиболее выгодным среди прочих способов очистки нефтесодержащих отходов является механический способ. В то время как применение механического способа утилизации тепловой энергии значительно увеличивает производительность. Для использования тепла в процессах необходимы в основном теплообменные аппараты. В технологических процессах, где используется солнечная энергия с помощью фокусирующих концентраторов, большое значение имеет эксплуатация теплообменных аппаратов. Основными параметрами теплообменников являются высокая производительность, малый вес (металлоемкость) и минимальные теплопотери. Теплообменники делятся на две группы: рекуперативные и регенеративные теплообменные аппараты. Теплообменные аппараты, используемые на нефтепромыслах и в других отраслях промышленности, должны быть рекуперативного типа.
Различные конструкции теплообменников такого типа применялись в высокотемпературных солнечных энергетических установках для подготовки сырой нефти и очистки нефтесодержащих вод[1,2]. С технологической и конструктивной точек зрения рекуперативные теплообменники слишком надежны. Передача тепла в рекуперативном теплообменнике от одной среды к другой происходит в жестком слое. Поэтому между любыми двумя видами веществ возможен процесс теплообмена. Поэтому теплотехнический расчет процесса необходимо учитывать при предварительном изучении процесса теплообмена в теплообменных аппаратах между теплоносителем и нефтеотходами. Для этого необходимо определить следующие параметры.2. Экспериментальная методика и результаты
- В ходе эксперимента измеряется плотность солнечного излучения-Вт/м 2 , температура воздуха ℃, скорость ветра-м/сек. Для проверки работоспособности установки ранее в начальных опытах в качестве нагревающей (вода) и нагреваемой (маслосодержащие сточные воды) материи принималась вода-вода[3].
Из-за отсутствия конвекции полученной температуры из-за отражения солнечных лучей от концентратора солнечный реактор был помещен внутрь трубы из молибденового стекла диаметром, толщиной и длиной. Интегральное светопропускание трубы из молибденового стекла в солнечном спектре. Для повышения эффективности и получения изотермических условий поверхность реактора, поглощающая солнечные лучи, была покрыта селективной черной хромированной поверхностью и окружена прозрачными стеклянными трубками. Расстояние между стеклянными и стальными трубами вакуумировано, что дает возможность свести потери тепла к минимуму. Как правило, из-за отсутствия потерь тепла во всей системе, в которой движется теплопередача, использовалась стекловата и специальное покрытие. Калиброванные хромель-копелевые термопары устанавливались на подходящие места для измерения разности температур на внутренней и внешней поверхности солнечного реактора, стеклянной трубы, теплообменника, а также для измерения температуры масла и теплоотдачи на входе и выходе.
Выходы термопары были присоединены к цифровому потенциометру. В соответствии с коэффициентом потенциометра температуры указаны в тарировочной таблице. В качестве теплоносителя принимается вода.3. Теплотехнический расчет теплообменника
- Определить потери тепла, которые происходят за счет излучения и конвекции в полимерных трубах, соединяющих выход солнечного реактора и вход теплообменника в солнечном коллекторе. энергетические установки, имеющие фокусирующие концентраторы. Для этого можно использовать следующую формулу. ● Соответственно можно рассчитать тепловые потери на поверхности соединения линий связи (резиновой трубки), которые происходят путями облучения.
| (1) |
. ● Потери тепла конвекционными путями на поверхности присоединения линий связи,| (2) |
| (3) |
Средняя температура теплопередачи:| (6) |
| (7) |
| (8) |
| (9) |
| (10) | (10) | . 0379 | |||
| (11) |
| (12) |
| (13) |
| (14) |
| (15) |
| (16) |
| (17) |
| (18) |
| (19) |
| (20) |
0379| (24) |
| (25) |
| (26) |
| (27) |
| (28) |
Дополнительно этот изоляционный слой был намотан пробковым изоляционным слоем с соотношением толщины и теплопроводности. Коэффициент теплопроводности от пробковой изоляции к воздуху. Количество теплоты, теряемое в теплообменнике, при этом необходимо определить температуру поверхностей слоев: Коэффициент теплоотдачи определяется в многослойной цилиндрической стенке по формуле 29[8]:| (29) |
| (31) |
|
| (32) |
| (33) |
| (34) |
| Рис. 1. Принципиальная схема противоточного теплообменника типа «кольцевая труба». 1 – вход нефтеотходов, 2 – выход теплоносителя, 3 – наружная труба, 4 – внутренняя труба, 5 – отвод, 6 – фланец, 7 – продолжение внутренней трубы |
– Критерий Прандтля нефтесодержащих сточных вод при средней температуре. – Коэффициент кинематической вязкости теплопередачи при средней температуре, . – Коэффициент кинематической вязкости нефтесодержащих сточных вод при средней температуре, . – Скорость перемещения теплоносителя, . – Скорость движения нефтесодержащих сточных вод, . – Внутренний диаметр трубы, по которой проходит теплопередача, . – Наружный диаметр трубы, по которой проходит теплопередача, . – Внутренний диаметр трубы, по которой текут нефтесодержащие сточные воды, . – Наружный диаметр трубы, по которой проходят нефтесодержащие сточные воды, . – Критерии Рейнольдса для теплопередачи. – Критерии Рейнольдса для нефтесодержащих сточных вод.
– Коэффициент теплоотдачи теплообменника, . Средняя температура поверхности стены, . Критерий Прандтля средней температуры поверхности стены, . – Коэффициент теплоотвода от теплопередачи к поверхности стенки трубы, . – Отношение теплоотвода от поверхности стенки трубы к нефтесодержащим сточным водам, . Среднее логарифмическое падение температуры для прямоточного теплообменника, . Среднее логарифмическое падение температуры для теплообменника с противотоком, . – Плотность теплового потока в каждом 1 м трубы теплообменника с прямотоком, .
Диаметр второго изоляционного слоя (пробки) на трубе, . Коэффициент теплопроводности стальной трубы, по которой текут нефтесодержащие сточные воды, . Отношение теплоотдачи пробковой изоляции к воздуху, . Коэффициент теплопроводности первой изоляции, . Коэффициент теплопроводности второй изоляции, . – Длина секции, . Температура воздуха, . – Сумма секций теплообменника с прямотоком. – Количество секций теплообменника с противотоком. – Коэффициент теплопередачи от многослойной (изоляционной) цилиндрической стенки, . Плотность теплового потока, теряемого в каждом 1 м трубы теплообменника, . Температура поверхности первого слоя, . Температура поверхности второго слоя, . Температура поверхности третьего слоя, . Температура поверхности четвертого слоя, .
И., Мамедов А.С. Технология подготовки нефти и газа. Баки: Маариф; 2000.