Aby systém ohrevu vody správne fungoval, je potrebné zabezpečiť požadovanú rýchlosť chladiacej kvapaliny v systéme. Ak je rýchlosť nízka, vykurovanie miestnosti bude veľmi pomalé a vzdialené radiátory budú oveľa chladnejšie ako blízke. Naopak, ak je rýchlosť chladiacej kvapaliny príliš vysoká, potom samotná chladiaca kvapalina nebude mať čas na zahriatie v kotle a teplota celého vykurovacieho systému bude nižšia. Zvýši sa aj hladina hluku. Ako vidíme, rýchlosť chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme je veľmi dôležitý parameter. Pozrime sa bližšie na to, aká by mala byť optimálna rýchlosť.
Vykurovacie systémy, kde dochádza k prirodzenej cirkulácii, majú spravidla relatívne nízka rýchlosť chladiaca kvapalina. Dosahuje sa pokles tlaku v potrubí správne umiestnenie kotol, expanzná nádrž a samotné potrubia - priame a spätné. Iba správny výpočet pred inštaláciou umožňuje dosiahnuť správny, rovnomerný pohyb chladiacej kvapaliny. Ale stále zotrvačnosť vykurovacích systémov s prirodzený obeh kvapalina je veľmi veľká. Výsledkom je pomalé vykurovanie miestností, nízka účinnosť. Hlavnou výhodou takéhoto systému je maximálna nezávislosť od elektrickej energie, neexistujú žiadne elektrické čerpadlá.
Najbežnejším vykurovacím systémom používaným v domácnostiach je nútený obeh chladiaca kvapalina. Hlavným prvkom takéhoto systému je obehové čerpadlo. Práve to urýchľuje pohyb chladiacej kvapaliny, rýchlosť kvapaliny vo vykurovacom systéme závisí od jej charakteristík.
Čo ovplyvňuje rýchlosť chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme:
Schéma vykurovacieho systému,
- druh chladiacej kvapaliny,
- sila, výkon obehové čerpadlo,
- z akých materiálov sú rúry vyrobené a ich priemer,
- absencia vzduchové zápchy a upchatie potrubí a radiátorov.
Pre súkromný dom bude najoptimálnejšia rýchlosť chladiacej kvapaliny v rozmedzí 0,5 - 1,5 m / s.
Pre administratívne budovy - nie viac ako 2 m / s.
Pre výrobné priestory– nie viac ako 3 m/s.
Horná hranica rýchlosti chladiacej kvapaliny je zvolená hlavne kvôli hladine hluku v potrubiach.
Mnohé obehové čerpadlá majú regulátor prietoku kvapaliny, takže je možné vybrať ten najoptimálnejší pre váš systém. Tiež je potrebné správne vybrať samotné čerpadlo. Netreba brať s veľkou výkonovou rezervou, nakoľko bude väčšia spotreba elektrickej energie. Pri veľkom vykurovacom systéme, veľkom počte okruhov, počte podlaží atď. je lepšie inštalovať niekoľko čerpadiel s nižšou kapacitou. Napríklad nainštalujte čerpadlo samostatne na teplú podlahu, na druhom poschodí.
Rýchlosť vody vo vykurovacom systéme
Rýchlosť vody vo vykurovacom systéme Pre správnu funkciu systému ohrevu vody je potrebné zabezpečiť požadovanú rýchlosť chladiacej kvapaliny v systéme. Ak je rýchlosť nízka,
Rýchlosť pohybu vody v potrubiach vykurovacieho systému.
Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam
Och, a z tvojho brata si robia blázna!
čo chceš? Mali by ste zistiť „vojenské tajomstvá“ (ako to vlastne urobiť), alebo absolvovať kurz? Ak len kurzista - tak podľa manuálu, ktorý učiteľ napísal a nič iné nevie a nechce vedieť. A ak áno ako sa patrí, zatiaľ to neprijme.
1. Áno minimálne rýchlosť pohybu vody. To je 0,2-0,3 m/s, na základe podmienok odvodu vzduchu.
2. Áno maximálne rýchlosť, ktorá je obmedzená, aby potrubia nevydávali hluk. Teoreticky by sa to malo skontrolovať výpočtom a niektoré programy to robia. Prakticky znalí ľudia používajú pokyny starého SNiP z roku 1962, kde bola tabuľka limit rýchlosti Odtiaľ sa rozšíril do všetkých referenčných kníh. To je 1,5 m/s pre priemer 40 a viac, 1 m/s pre priemer 32, 0,8 m/s pre priemer 25. Pre menšie priemery boli iné obmedzenia, ale vtedy im bolo jedno. ich.
Povolená rýchlosť je teraz v článku 6.4.6 (do 3 m/s) a v prílohe Z SNiP 41-01-2003 sa iba „docenti s kandidátmi“ snažili zabezpečiť, aby na to chudobní študenti neprišli. Tam je to viazané na hladinu hluku, a na km a iné svinstvá.
Ale prijateľné je absolútne nie optimálne. SNiP vôbec nespomína optimálne.
3. Ale stále existuje optimálne rýchlosť. Nie nejakých 0,8-1,5, ale ten skutočný. Alebo skôr nie samotnú rýchlosť, ale optimálny priemer potrubia (rýchlosť nie je najdôležitejšia), berúc do úvahy všetky faktory vrátane spotreby kovu, náročnosti inštalácie, konfigurácie a hydraulickej stability.
Tu sú tajné vzorce:
0,037*G^0,49 - pre prefabrikované diaľnice
0,036*G^0,53 - pre vykurovacie stúpačky
0,034*G^0,49 - pre mm sieť odbočky, kým sa zaťaženie nezníži na 1/3
0,022*G^0,49 - pre koncové časti vetvy so zaťažením 1/3 celej vetvy
Tu všade G je prietok v t/h a výsledkom je vnútorný priemer v metroch, ktorý je potrebné zaokrúhliť na najbližší väčší štandard.
No dobre správne chlapci nenastavujú vôbec žiadne rýchlosti, jednoducho to robia obytné budovy všetky stúpačky s konštantným priemerom a všetky vedenia s konštantným priemerom. Ale je príliš skoro na to, aby ste vedeli, aké presne sú priemery.
Rýchlosť pohybu vody v potrubiach vykurovacieho systému
Rýchlosť pohybu vody v potrubiach vykurovacieho systému. Kúrenie
Hydraulický výpočet potrubí vykurovacieho systému
Ako je zrejmé z názvu témy, výpočet zahŕňa parametre súvisiace s hydraulikou ako prietok chladiacej kvapaliny, prietok chladiacej kvapaliny, hydraulický odpor potrubia a armatúry. Okrem toho existuje úplný vzťah medzi týmito parametrami.
Napríklad pri zvýšení rýchlosti chladiacej kvapaliny sa zvýši hydraulický odpor potrubia. So zvyšovaním prietoku chladiacej kvapaliny potrubím určitého priemeru sa zvyšuje rýchlosť chladiacej kvapaliny a prirodzene sa zvyšuje hydraulický odpor, pričom sa mení priemer v veľká strana rýchlosť a hydraulický odpor sú znížené. Analýza týchto vzťahov hydraulický výpočet sa mení na druh analýzy parametrov, aby sa zabezpečila spoľahlivá a efektívnu prácu systémov a zníženie nákladov na materiál.
Vykurovací systém pozostáva zo štyroch hlavných komponentov: potrubia, vykurovacie zariadenia, generátor tepla, regulácia a uzatváracie ventily. Všetky prvky systému majú svoje vlastné charakteristiky hydraulického odporu a musia sa brať do úvahy pri výpočte. Ako je však uvedené vyššie, hydraulické charakteristiky nie sú konštantné. Výrobcovia vykurovacie zariadenia a materiály zvyčajne poskytujú údaje o hydraulických charakteristikách (špecifická tlaková strata) pre materiály alebo zariadenia, ktoré vyrábajú.
Nomogram pre hydraulický výpočet polypropylénové potrubia vyrábané spoločnosťou FIRAT (Firat)
Merná tlaková strata (tlaková strata) potrubia sa udáva pre 1 m.p. potrubia.
Po analýze nomogramu budete jasnejšie vidieť skôr uvedené vzťahy medzi parametrami.
Takže sme určili podstatu hydraulického výpočtu.
Teraz si prejdeme každý z parametrov samostatne.
Prietok chladiacej kvapaliny
Prietok chladiacej kvapaliny, pre širšie pochopenie, množstvo chladiacej kvapaliny priamo závisí od tepelného zaťaženia, ktoré musí chladiaca kvapalina presunúť z generátora tepla do vykurovacieho zariadenia.
Konkrétne pre hydraulické výpočty je potrebné určiť prietok chladiacej kvapaliny v danej konštrukčnej oblasti. Čo je to oblasť osídlenia? Konštrukčný úsek potrubia sa považuje za úsek s konštantným priemerom s konštantným prietokom chladiacej kvapaliny. Napríklad, ak vetva obsahuje desať radiátorov (podmienečne má každé zariadenie výkon 1 kW) a celkový prietok chladiacej kvapaliny je určený na prenos tepelnej energie rovnajúcej sa 10 kW chladiacou kvapalinou. Potom bude prvou sekciou sekcia od generátora tepla k prvému radiátoru vo vetve (za predpokladu, že priemer je v celej sekcii konštantný) s prietokom chladiacej kvapaliny na prenos 10 kW. Druhá sekcia bude umiestnená medzi prvým a druhým radiátorom s prietokom na prenos tepelnej energie 9 kW a tak ďalej až po posledný radiátor. Vypočíta sa hydraulický odpor prívodného aj spätného potrubia.
Prietok chladiacej kvapaliny (kg/hod.) pre danú oblasť sa vypočíta podľa vzorca:
Q uch - tepelné zaťaženie pozemok W. Napríklad pre vyššie uvedený príklad je tepelné zaťaženie prvej sekcie 10 kW alebo 1000 W.
c = 4,2 kJ/(kg °C) – špecifické teplo voda
t g — návrhová teplota horúca chladiaca kvapalina vo vykurovacom systéme, °C
t o - návrhová teplota ochladzovanej chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme, °C.
Prietok chladiacej kvapaliny.
Minimálna prahová rýchlosť chladiacej kvapaliny sa odporúča v rozsahu 0,2 – 0,25 m/s. Pri nižších rýchlostiach začína proces uvoľňovania prebytočného vzduchu obsiahnutého v chladiacej kvapaline, čo môže viesť k tvorbe vzduchových uzáverov a v dôsledku toho k úplnému alebo čiastočnému zlyhaniu vykurovacieho systému. Horná hranica rýchlosti chladiacej kvapaliny leží v rozmedzí 0,6 - 1,5 m/s. Súlad horný prah rýchlosť zabraňuje výskytu hydraulického hluku v potrubiach. V praxi bol optimálny rozsah rýchlosti stanovený na 0,3 - 0,7 m/s.
Presnejší rozsah odporúčaných otáčok chladiacej kvapaliny závisí od materiálu použitých potrubí vo vykurovacom systéme, presnejšie od koeficientu drsnosti vnútorný povrch potrubia. Napríklad pre oceľové potrubia Je lepšie dodržať rýchlosť chladiacej kvapaliny 0,25 až 0,5 m/s pre meď a polymér (polypropylén, polyetylén, kovoplastové potrubia) od 0,25 do 0,7 m/s, alebo použiť odporúčania výrobcu, ak sú k dispozícii.
Prietok chladiacej kvapaliny
Prietok chladiacej kvapaliny. Hydraulický výpočet potrubí vykurovacieho systému Ako je zrejmé z názvu témy, výpočet zahŕňa parametre súvisiace s hydraulikou ako napr.
Rýchlosť - pohyb - chladiaca kvapalina
Rýchlosti pohybu chladív v technologických zariadeniach zvyčajne zabezpečujú turbulentný režim prúdenia, v ktorom, ako je známe, dochádza k intenzívnej výmene hybnosti, energie a hmoty medzi susednými úsekmi prúdenia v dôsledku chaotických turbulentných pulzácií. Vo fyzikálnej podstate je turbulentný prenos tepla konvekčný prenos.
Rýchlosti pohybu chladiva v potrubiach vykurovacích systémov s prirodzenou cirkuláciou sú zvyčajne 0 05 - 0 2 m / s a s umelou cirkuláciou - 0 2 - 1 0 m / s.
Rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny ovplyvňuje rýchlosť sušenia tehly. Z vyššie uvedených štúdií vyplýva, že zrýchlenie schnutia tehál so zvýšením rýchlosti pohybu chladiacej kvapaliny je výraznejšie, keď je táto rýchlosť vyššia ako 0,5 m / sec. Počas prvého obdobia sušenia je výrazné zvýšenie rýchlosti pohybu chladiacej kvapaliny škodlivé pre kvalitu tehly, ak chladiaca kvapalina nie je dostatočne mokrá.
Rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny v rúrkach výmenníkov tepla musí byť vo všetkých prevádzkových režimoch najmenej 0-35 m/s s vodným chladivom a najmenej 0-25 m/s s nemrznúcou chladiacou kvapalinou.
Určuje sa rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny vo vykurovacích systémoch hydraulický výpočet a ekonomické úvahy.
Rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny, určená prierezom kanálov výmenník tepla, kolíše vo veľmi širokých medziach a nemožno ho akceptovať alebo stanoviť bez veľkej chyby, kým sa nerozhodne o otázke typu a veľkosti výmenníka tepla.
Rýchlosť chladiacej kvapaliny w výrazne ovplyvňuje prenos tepla. Čím vyššia je rýchlosť, tým intenzívnejšia je výmena tepla.
Rýchlosť pohybu chladiva v sušiacom kanáli by nemala presiahnuť 5 - 6 m/min, aby sa zabránilo vzniku hrboľatého povrchu pracovnej vrstvy a príliš namáhanej štruktúre. V praxi sa rýchlosť chladenia volí v rozmedzí 2 - 5 m/min.
Rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny vo vodných vykurovacích systémoch je povolená do 1 - 15 m/s v obytných a verejné budovy a do 3 m/s vo výrobných priestoroch.
Zvýšenie rýchlosti pohybu chladiacej kvapaliny je prospešné len do určitej hranice. Ak je táto rýchlosť vyššia ako optimálna, plyny nestihnú odovzdať celé svoje teplo materiálu a opustia bubon s vysoká teplota.
Zvýšenie rýchlosti pohybu chladiacej kvapaliny je možné dosiahnuť aj v elementárnych (batériových) výmenníkoch tepla, ktoré sú batériou niekoľkých výmenníkov tepla zapojených do série.
So zvýšením rýchlosti pohybu chladiacich kvapalín sa zvyšuje Re w / / v, koeficient prenosu tepla a a hustota prúdenie tepla q aAt. Spolu s rýchlosťou však úmerne k w2 rastie aj hydraulický odpor a spotreba energie čerpadiel čerpajúcich chladivo cez výmenník tepla. Existuje optimálna hodnota rýchlosť, určená porovnaním nárastu intenzity výmeny tepla a intenzívnejšieho nárastu hydraulického odporu so zvyšujúcou sa rýchlosťou.
Na zvýšenie rýchlosti pohybu chladiacej kvapaliny v medzirúrkovom priestore sú inštalované pozdĺžne a priečne priečky.
Veľká encyklopédia Ropa a plyn
Veľká encyklopédia rýchlosti ropy a plynu - pohyb - chladivo Rýchlosť pohybu chladiva v technologických zariadeniach zvyčajne zabezpečuje turbulentný režim pohybu prúdenia, s
Samostatné hydraulické vykurovacie systémy
Aby bolo možné správne vykonať hydraulický výpočet vykurovacieho systému, je potrebné vziať do úvahy niektoré prevádzkové parametre samotného systému. To zahŕňa rýchlosť chladiacej kvapaliny, jej prietok, hydraulický odpor uzatváracích ventilov a potrubí, zotrvačnosť atď.
Môže sa zdať, že tieto parametre spolu nijako nesúvisia. Ale to je omyl. Spojenie medzi nimi je priame, preto je potrebné sa na ne pri rozbore spoliehať.
Uveďme príklad tohto vzťahu. Ak zvýšite rýchlosť chladiacej kvapaliny, okamžite sa zvýši odpor potrubia. Ak zvýšite prietok, zvýši sa rýchlosť horúcej vody v systéme a tým aj odpor. Ak zväčšíte priemer potrubí, rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny sa zníži, čo znamená, že odpor potrubia sa zníži.
Vykurovací systém obsahuje 4 hlavné komponenty:
- Vykurovací kotol.
- Rúry.
- Vykurovacie zariadenia.
- Uzatváracie a regulačné ventily.
Každý z týchto komponentov má svoje vlastné odporové parametre. Vedúci výrobcovia ich musia uvádzať, pretože hydraulické charakteristiky sa môžu líšiť. Do veľkej miery závisia od tvaru, dizajnu a dokonca aj od materiálu, z ktorého sú komponenty vyrobené vykurovací systém. A tieto charakteristiky sú najdôležitejšie pri vykonávaní analýzy hydraulického vykurovania.
Aké sú hydraulické vlastnosti? Ide o špecifické tlakové straty. Teda v každej podobe vykurovacie teleso, či už ide o potrubie, ventil, kotol alebo radiátor, vždy existuje odpor z konštrukcie zariadenia alebo zo stien. Preto pri prechode cez ne chladiaca kvapalina stráca tlak, a teda aj rýchlosť.
Prietok chladiacej kvapaliny
Prietok chladiacej kvapaliny
Aby sme ukázali, ako sa vykonávajú výpočty hydraulického vykurovania, zoberme si ako jednoduchý príklad schéma vykurovania, ktorej súčasťou je vykurovací kotol a vykurovacie radiátory so spotrebou tepla v kilowattoch. A v systéme je 10 takýchto radiátorov.
Tu je dôležité správne rozdeliť celú schému na sekcie a zároveň prísne dodržiavať jedno pravidlo - priemer rúr v každej sekcii by sa nemal meniť.
Prvá časť je teda potrubie z kotla do prvého vykurovacieho zariadenia. Druhá časť je potrubie medzi prvým a druhým radiátorom. A tak ďalej.
Ako dochádza k prenosu tepla a ako sa znižuje teplota chladiacej kvapaliny? Chladiaca kvapalina, ktorá sa dostane do prvého chladiča, odovzdá časť tepla, čo sa zníži o 1 kilowatt. V prvej časti sa vykonávajú hydraulické výpočty pri 10 kilowattoch. Ale v druhej sekcii je to už pod 9. A tak ďalej s poklesom.
Upozorňujeme, že táto analýza sa vykonáva oddelene pre prívodný a vratný okruh.
Existuje vzorec, pomocou ktorého môžete vypočítať prietok chladiacej kvapaliny:
G = (3,6 x Qch) / (c x (tr-to))
Qch je vypočítané tepelné zaťaženie oblasti. V našom príklade je to pre prvú sekciu 10 kW, pre druhú 9.
c je merná tepelná kapacita vody, ukazovateľ je konštantný a rovná sa 4,2 kJ/kg x C;
tr je teplota chladiacej kvapaliny na vstupe do lokality;
to je teplota chladiacej kvapaliny na výstupe z miesta.
Rýchlosť chladiacej kvapaliny
Schematický výpočet
Vo vnútri vykurovacieho systému je minimálna rýchlosť teplej vody, pri ktorej samotné vykurovanie funguje optimálne. To je 0,2-0,25 m/s. Ak sa zníži, začne sa z vody uvoľňovať vzduch, čo vedie k tvorbe vzduchových zápch. Následky - kúrenie nebude fungovať a kotol bude vrieť.
Toto je spodná hranica a pokiaľ ide o hornú úroveň, nemala by prekročiť 1,5 m/s. Pri prekročení hrozí hluk vo vnútri potrubia. Najprijateľnejším ukazovateľom je 0,3-0,7 m / s.
Ak potrebujete presne vypočítať rýchlosť pohybu vody, budete musieť brať do úvahy parametre materiálu, z ktorého sú rúry vyrobené. Najmä v tomto prípade sa berie do úvahy drsnosť vnútorných povrchov rúr. Napríklad podľa oceľové rúry horúcu vodu sa pohybuje rýchlosťou 0,25-0,5 m/s, na medi 0,25-0,7 m/s, na plaste 0,3-0,7 m/s.
Výber hlavného obrysu
Hydraulická šípka oddeľuje kotol a vykurovací okruh
Tu je potrebné samostatne zvážiť dve schémy - jednorúrkové a dvojrúrkové. V prvom prípade sa výpočet musí vykonať cez najviac zaťaženú stúpačku, kde je inštalovaná veľké množstvo vykurovacie zariadenia a uzatváracie ventily.
V druhom prípade sa vyberie najvyťaženejší okruh. Na tomto základe je potrebné vykonať výpočet. Všetky ostatné okruhy budú mať oveľa nižší hydraulický odpor.
V prípade, že sa uvažuje o horizontálnom oddelení potrubia, zvolí sa najfrekventovanejší prstenec spodného podlažia. Zaťaženie sa týka tepelného zaťaženia.
Záver
Kúrenie v dome
Poďme si to teda zhrnúť. Ako vidíte, na vykonanie hydraulickej analýzy vykurovacieho systému domu musíte veľa brať do úvahy. Príklad bol zámerne jednoduchý, pretože je veľmi ťažké pochopiť, povedzme, dvojrúrkový vykurovací systém pre dom s tromi alebo viacerými poschodiami. Ak chcete vykonať takúto analýzu, budete musieť kontaktovať špecializovanú kanceláriu, kde odborníci všetko vyriešia „až do kostí“.
Bude potrebné vziať do úvahy nielen vyššie uvedené ukazovatele. To bude musieť zahŕňať stratu tlaku, zníženie teploty, výkon obehového čerpadla, prevádzkový režim systému atď. Existuje veľa ukazovateľov, ale všetky sú prítomné v GOST a špecialista rýchlo zistí, čo je čo.
Na výpočet je potrebné poskytnúť iba výkon vykurovacieho kotla, priemer potrubia, prítomnosť a množstvo uzatváracích ventilov a výkon čerpadla.
Metodika výpočtu výmenníkov tepla
Konštrukcie výmenníkov tepla sú veľmi rôznorodé, existuje však všeobecná metóda tepelnotechnických výpočtov, ktorú možno použiť na súkromné výpočty v závislosti od dostupných počiatočných údajov.
Existujú dva typy tepelnotechnických výpočtov výmenníkov tepla: návrh (dizajn) a kalibrácia.
Návrhový výpočet sa vykonáva pri navrhovaní výmenníka tepla, keď sú špecifikované prietoky chladiacej kvapaliny a ich parametre. Účelom konštrukčného výpočtu je určiť teplovýmennú plochu a konštrukčné rozmery vybranej aparatúry.
Overovací výpočet sa vykonáva s cieľom identifikovať možnosť použitia existujúcich alebo štandardných výmenníkov tepla technologických procesov v ktorom sa toto zariadenie používa. Pri overovacom výpočte sa špecifikujú rozmery prístroja a jeho prevádzkové podmienky a neznámou veličinou je produktivita výmenníka tepla (skutočná). Vykonáva sa overovací výpočet na vyhodnotenie činnosti zariadenia v iných ako nominálnych režimoch. Takto. spôsob, účel overovací výpočet je výber podmienok, ktoré zabezpečia optimálny režim prevádzku zariadenia.
Návrhový výpočet pozostáva z tepelných (tepelnotechnických), hydraulických a mechanických výpočtov.
Postupnosť konštrukčných výpočtov. Na vykonanie výpočtu je potrebné špecifikovať: 1) typ výmenníka tepla (špirálový, rúrkový, rúrkový, špirálový atď.); 2) názov ohrievaného a chladeného chladiva (kvapalina, para alebo plyn); 3) produktivita výmenníka tepla (množstvo jedného z chladív, kg/s); 4) počiatočné a konečné teploty chladív.
Je potrebné určiť: 1) fyzikálne parametre a rýchlosti pohybu chladiacich kvapalín; 2) spotreba vykurovacej alebo chladiacej kvapaliny na základe tepelná bilancia; 3) hnacou silou proces, t.j. priemerný teplotný rozdiel; 4) prestup tepla a koeficienty prestupu tepla; 5) povrch na prenos tepla; 6) konštrukčné rozmery prístroj: dĺžka, priemer a počet závitov cievky, dĺžka, počet rúrok a priemer plášťa v rúrkové zariadenia, počet závitov a priemer puzdra v špirálovom výmenníku tepla atď.; 7) priemery armatúr pre vstup a výstup chladiacej kvapaliny.
Prenos tepla medzi chladiacimi kvapalinami sa výrazne líši v závislosti od fyzikálne vlastnosti a parametre teplovýmenných médií, ako aj z hydrodynamických podmienok pohybu chladiva.
Konštrukčné zadanie špecifikuje pracovné médiá (chladivá), ich počiatočnú a konečnú teplotu. Potreba určiť priemerná teplota v každom prostredí a pri tejto teplote nájdite hodnoty ich fyzikálnych parametrov pomocou referenčných tabuliek.
Priemernú teplotu prostredia možno približne určiť ako aritmetický priemer počiatočných teplôt t n a konečných teplôt t k.
Hlavné fyzikálne parametre pracovných médií sú: hustota, viskozita, merná tepelná kapacita, súčiniteľ tepelnej vodivosti, bod varu, latentné teplo vyparovania alebo kondenzácie atď.
Tieto parametre sú prezentované vo forme tabuliek, diagramov, monogramov v referenčných knihách.
Pri projektovaní teplovýmenných zariadení sa treba snažiť vytvoriť také prietoky chladív (ich pracovných médií), pri ktorých by boli koeficienty prestupu tepla a hydraulický odpor ekonomicky výhodné.
Výber vhodnej rýchlosti má veľkú hodnotu pre dobrú prevádzku výmenníka, keďže so zvyšujúcou sa rýchlosťou výrazne stúpajú koeficienty prestupu tepla a zmenšuje sa teplovýmenná plocha, t.j. Zariadenie má menšie konštrukčné rozmery. Súčasne so zvyšovaním rýchlosti sa zvyšuje hydraulický odpor aparatúry, t.j. spotreba energie na pohon čerpadla, ako aj nebezpečenstvo vodného rázu a vibrácií potrubí. Minimálna hodnota rýchlosti je určená dosiahnutím turbulentný pohyb prietok (pre ľahko sa pohybujúce kvapaliny s nízkou viskozitou, Reynoldsovo kritérium Re > 10000).
Priemerná rýchlosť pohyb média sa určuje z rovníc objemových a hmotnostných prietokov:
M/s; , kg/(m 2 s), (9,1)
kde je priemerná lineárna rýchlosť, m/s; V – objemový prietok, m3/s; S – prietokový prierez, m2; – priemerná rýchlosť hmoty, kg/(m 2 /s); G – hmotnostný tok, kg/s.
Vzťah medzi hmotnosťou a lineárnou rýchlosťou:
, (9.2)
kde je hustota média, kg/m3.
Pre aplikované priemery rúr (57, 38 a 25 mm) sa odporúča odoberať rýchlosť kvapalín takmer 1,5 - 2 m/s, nie vyššiu ako 3 m/s, najnižší limit rýchlosti pre väčšinu kvapalín je 0,06 - 0,3 m/s. Rýchlosť zodpovedajúca Re = 10000 pre nízkoviskózne kvapaliny vo väčšine prípadov nepresahuje 0,2 - 0,3 m/s. U viskóznych kvapalín sa turbulencia prúdenia dosahuje pri výrazne vyšších rýchlostiach, preto je pri výpočtoch potrebné predpokladať slabo turbulentný až laminárny režim.
Pre plyny pri atmosférický tlak dovolené rýchlosti hmoty 15 - 20 kg/(m 2 s), najnižšia hranica 2 - 2,5 kg/(m 2 s) a lineárne rýchlosti do 25 m/s; pre nasýtené pary počas kondenzácie sa odporúča nastaviť rýchlosť na 10 m/s.
Rýchlosti pohybu pracovných médií v dýzach armatúr: pre nasýtenú paru 20 – 30 m/s; pre prehriatu paru – do 50 m/s; pre kvapaliny – 1,5 - 3 m/s; na ohrev parného kondenzátu – 1 - 2 m/s.
Hydraulický výpočet potrubí vykurovacieho systému
Ako je zrejmé z názvu témy, výpočet zahŕňa parametre súvisiace s hydraulikou, ako je prietok chladiacej kvapaliny, prietok chladiacej kvapaliny, hydraulický odpor potrubí a armatúr. Okrem toho existuje úplný vzťah medzi týmito parametrami.
Napríklad pri zvýšení rýchlosti chladiacej kvapaliny sa zvýši hydraulický odpor potrubia. Keď sa prietok chladiacej kvapaliny potrubím určitého priemeru zvyšuje, rýchlosť chladiacej kvapaliny sa zvyšuje a hydraulický odpor sa prirodzene zvyšuje, pri zmene priemeru smerom nahor sa rýchlosť a hydraulický odpor znižujú. Analýzou týchto vzťahov sa hydraulický výpočet zmení na druh analýzy parametrov, aby sa zabezpečila spoľahlivá a efektívna prevádzka systému a znížili sa náklady na materiál.
Vykurovací systém pozostáva zo štyroch hlavných komponentov: potrubia, vykurovacie zariadenia, generátor tepla, regulačné a uzatváracie ventily. Všetky prvky systému majú svoje vlastné charakteristiky hydraulického odporu a musia sa brať do úvahy pri výpočte. Ako je však uvedené vyššie, hydraulické charakteristiky nie sú konštantné. Výrobcovia vykurovacích zariadení a materiálov zvyčajne poskytujú údaje o hydraulických charakteristikách (špecifická tlaková strata) pre materiály alebo zariadenia, ktoré vyrábajú.
Napríklad:
Nomogram pre hydraulický výpočet polypropylénových potrubí vyrobených firmou FIRAT (Firat)
Merná tlaková strata (tlaková strata) potrubia sa udáva pre 1 m.p. potrubia.
Po analýze nomogramu budete jasnejšie vidieť skôr uvedené vzťahy medzi parametrami.
Takže sme určili podstatu hydraulického výpočtu.
Teraz si prejdeme každý z parametrov samostatne.
Prietok chladiacej kvapaliny
Prietok chladiacej kvapaliny, pre širšie pochopenie, množstvo chladiacej kvapaliny priamo závisí od tepelného zaťaženia, ktoré musí chladiaca kvapalina presunúť z generátora tepla do vykurovacieho zariadenia.
Konkrétne pre hydraulické výpočty je potrebné určiť prietok chladiacej kvapaliny v danej konštrukčnej oblasti. Čo je to oblasť osídlenia? Konštrukčný úsek potrubia sa považuje za úsek s konštantným priemerom s konštantným prietokom chladiacej kvapaliny. Napríklad, ak vetva obsahuje desať radiátorov (podmienečne má každé zariadenie výkon 1 kW) a celkový prietok chladiacej kvapaliny je určený na prenos tepelnej energie rovnajúcej sa 10 kW chladiacou kvapalinou. Potom bude prvou sekciou sekcia od generátora tepla k prvému radiátoru vo vetve (za predpokladu, že priemer je v celej sekcii konštantný) s prietokom chladiacej kvapaliny na prenos 10 kW. Druhá sekcia bude umiestnená medzi prvým a druhým radiátorom s prietokom na prenos tepelnej energie 9 kW a tak ďalej až po posledný radiátor. Vypočíta sa hydraulický odpor prívodného aj spätného potrubia.
Prietok chladiacej kvapaliny (kg/hod.) pre danú oblasť sa vypočíta podľa vzorca:
G uch = (3,6 * Q uch) / (s * (t g - t o)) kg/h
Q uch - tepelné zaťaženie plochy W. Napríklad pre vyššie uvedený príklad je tepelné zaťaženie prvej sekcie 10 kW alebo 1000 W.
с = 4,2 kJ/(kg °С) - merná tepelná kapacita vody
t g - návrhová teplota horúcej chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme, °C
t o - návrhová teplota ochladzovanej chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme, °C.
Prietok chladiacej kvapaliny.
Minimálna prahová rýchlosť chladiacej kvapaliny sa odporúča v rozsahu 0,2 – 0,25 m/s. Pri nižších rýchlostiach začína proces uvoľňovania prebytočného vzduchu obsiahnutého v chladiacej kvapaline, čo môže viesť k tvorbe vzduchových uzáverov a v dôsledku toho k úplnému alebo čiastočnému zlyhaniu vykurovacieho systému. Horná hranica rýchlosti chladiacej kvapaliny leží v rozmedzí 0,6 - 1,5 m/s. Dodržiavanie hornej hranice rýchlosti vám umožňuje vyhnúť sa výskytu hydraulického hluku v potrubiach. V praxi bol optimálny rozsah rýchlosti stanovený na 0,3 - 0,7 m/s.
Presnejší rozsah odporúčaných otáčok chladiacej kvapaliny závisí od materiálu použitých potrubí vo vykurovacom systéme, presnejšie od koeficientu drsnosti vnútorného povrchu potrubí. Napríklad pre oceľové potrubia je lepšie dodržať rýchlosť chladiacej kvapaliny 0,25 až 0,5 m/s pre meď a polymér (polypropylén, polyetylén, kovoplastové potrubia) od 0,25 do 0,7 m/s alebo použiť odporúčania výrobcu; , ak je k dispozícii.
Trvá dlho, kým sa horúca batéria dostane k vzdialenej batérii. A táto batéria nižšie je studená, hoci je úplne otvorená. A všetko pred ňou je takmer zatvorené a pod ňou rovnako chladné. dvojrúrkový systém. Keď otvorím predposlednú batériu naplno, pretečie cez ňu všetka voda a posledná nedostane vôbec nič. Preto som všetko trochu prikryla, aby bol vrch horúci a spodok ledva teplý. Potom je toho dosť pre všetkých. Vypustil vzduch, ako najlepšie vedel. Ak zvýšite teplotu vody (keď je mráz), vzdialená batéria je teplejšia. Návrat je sotva teplý. Celkovo je tam cca 130 batériových článkov plus cca 180 m potrubia na 20 plastových. Hliníkové batérie. Ukazuje sa 2 vetvy 40 metrov prívodného potrubia a rovnaké množstvo spätného potrubia. Okrem samotných batérií je tu vstup a výstup z potrubia. Kotol Baxi Slim 1.300i 30KW s vlastným čerpadlom a zásobníkom. Zdá sa, že voda tečie pomaly, možno kvôli niečomu, čo ju trápi. Tento nápad bol vyvolaný skutočnosťou, že keď sme ho prvýkrát zapli, nefungoval, všetko sa prehrialo. Špecialista z kancelárie predajcu povedal, že sme si poplietli dodávku a spiatočku, hoci som to opakovane kontroloval podľa pokynov pre kotol. Potom, čo to inštalátor prespájkoval opačne, všetko fungovalo hneď, ale ukázalo sa, že sme sa nepomýlili. A keď ho vrátili späť, znova nefunguje a prehrieva sa. Potom, čo inštalátor uhádol, že vypustí vzduch zo systému, všetko prebehlo dobre, ale horšie. Po prvom roku prevádzky som odstránil nečistoty zo sieťky filtra, ale nemalo to prakticky žiadny účinok. Mám aj filter na prívode. Odstránil som z neho mriežku, ale bezvýsledne. Prešli ďalšie 2 roky, snažím sa pochopiť, čo sa deje. Alebo čerpadlo stále chýba. Ale ja mam 200 m2 kúrenia (dom s nízkym podkrovím) a kotol je dimenzovaný na oveľa viac, čiže na tento objem vody musí byť dimenzované aj čerpadlo. Je zbytočné merať tlak na nájdenie miesta upchatia. Bude to všade rovnaké a je 1 atm podľa tlakomeru v kotle. Takže nerozumiem, čo ešte skontrolovať a kde hľadať dôvod tohto stavu vykurovacieho systému súkromného domu. Inštalácia prietokomeru je problematická, musíte ho spájkovať a nie je to lacné. Svojho času som sa snažil urobiť samotný vykurovací systém čo najviac s rezervou. Aby nezamrzla. Hoci sa ešte nedokončuje a nie je známe, kedy to bude, nikde zvlášť nefúka. Tepelná strata na základe prietoku plynu, ak sa meria, je približne 0,5 W na m2 na stupeň, ak sa nemýlim vo výpočtoch. Pri ploche stien, podlahy a strechy (na druhom poschodí nie je strop) 600 m2 je priemerný teplotný rozdiel medzi ulicou a domom 30 stupňov, čo prinieslo 720 m3 plynového vykurovania mesačne. Celkovo asi 10 kW za hodinu, čo je oveľa menej ako výkon kotla (30 kW). Technický list kotla hovorí o 1,2 m3 vody za hodinu pri tlaku 3 m.