Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ТЕПЛОВОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ

В расчет водонагревателей входит определение площади поверхности их нагрева, основных конструктивных размеров и гидравлических потерь в них.

Площадь поверхности нагрева водонагревателей рассчитывают по формуле


Для секционных водонагревателей с латунными трубками и опорными перегородками в виде полос коэффициент Р учитывающий неравномерность поля скоростей в трубном пучке, рекомендуется принимать равным 0,92— 0,95. Неравномерность поля скоростей происходит при неравномерном заполнении сечения трубками и может быть вызвана прогибом отдельных трубок, и соответственно сближением их с соседними, а также наличием большого кольцевого зазора между пучком трубок и корпусом.

Для водонагревателя с блоком двухсекторных перегородок вследствие поперечно-продольного омывания трубок следует принимать Pi = l,2. Коэффициент р2 зависит от толщины накипи (загрязнения). Накипь из-за малой теплопроводности (коэффициент ее теплопроводности равен 1—2 Вт/(м.°С) против латуни—105 Вт/(м-°С)) снижает термическое сопротивление теплопередачи (особенно значительно в теплообменниках с высокой интенсивностью теплообмена). Для воды средней жесткости при поддержании температуры на выходе из водонагревателя не выше 60 °С расчетную толщину накипи можно принимать 0,3—0,5 мм. Для накипи толщиной 0,5 мм 02=0,85 при ?=700 Вт/(м2°С); 0,8 при 1000 Вт/(м2-°С); 0,72 при 1500 Вт/(м2-°С) и 0,6 при 2000 Вт/(м2°С). Коэффициенты теплоотдачи и восприятия Вт/(м2°С) при турбулентном движении воды вдоль поверхности теплообмена (Re 10000) следует определять по формулам ВТИ:


Поскольку при значительных колебаниях ось пределы изменения ? невелики, для заметного повышения коэффициента теплопередачи теплообменника нужно повышать меньший коэффициент теплоотдачи, а не больший.

Как видно из выражений (3.3 и 3.4), теплоотдача возрастает с увеличением скорости и температуры воды. Чем выше температура воды, тем меньше ее вязкость, тем меньше толщина ламинарной пленки и тем больше теп- юпроводность пленки.

Температурный напор водонагревателя обычно равен средней логарифмической разности температур:


При подключении трубопроводов к водонагревателю необходимо предусматривать противоток в направлении движения нагреваемой и греющей воды. Противоток обеспечивает наибольшую среднюю разность температур, а следовательно, наименьшую площадь поверхности нагрева.

Конструктивные размеры (выбор номера водонагревателя) в большей степени определяются гидравлическими потерями давления по греющей и нагреваемой воде. Потери давления в трубчатом водонагревателе (для воды, проходящей по трубкам и в межтрубном пространстве), Па, вычисляют по общей формуле для шероховатых труб


Первый член в скобках характеризует линейные потери давления, второй — местные. При определении потерь давления воды в трубном пучке чистого подогревателя основное значение имеет первый член, в межтрубном пространстве — второй. Для водонагревателей с соотношением сечения межтрубного пространства fx и присоединительных патрубков /з, близким к единице, потерю давления на одну секцию длиной 4 м можно найти по формуле (с опорными перегородками в виде полок)


Для водонагревателей с блоком двухсекторных опорных перегородок в формулу (3.11) вместо коэффициента 11000 следует подставлять: для типоразмера tf=50, 70, 80—30 000; d—100, 150—25000; d=200, 250, 300—20 000.

Потери давления в трубках на одну секцию составят, На:



Выбрав типоразмер водонагревателя по известным площадям живого сечения трубного 2 и межтрубного пространств и расходов нагреваемой q и греющей б воды, определяют скорость воды из формулы (3.16) и соответственно коэффициенты теплоотдачи и тепловосприятия по формулам (3.3 и 3.4).



Повышение эффективности работы систем горячего водоснабжения/И. Н. Чистяков, М. М. Грудзинский, В. И. Ливчак и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1988

Экспертиза

на главную