Рассчитать теплообменник: Как рассчитать мощность пластинчатого теплообменника?

Содержание

Расчет теплообменника: примеры расчета, онлайн-калькулятор

Расчет пластинчатого теплообменника

Осуществляется бесплатно и в короткие сроки, потому как мы ценим Ваше время и стараемся максимально ускорить и упростить взаимодействие.

Не знаете параметры теплообменника? Просто оставьте заявку на звонок, и получите консультацию у наших специалистов, которые помогут разобраться в интересующих вопросах!

Если параметры Вам известны — заполняйте формы ниже в онлайн калькуляторе расчета теплообменника!


  • Расчет теплообменника
  • или
  • быстрая консультация

Выберите типовую схему: Ввести вручнуюдля гвсдля отоплениядля вентиляции

Температура греющей среды: Температура греющей среды:

Температура нагреваемой среды: Температура нагреваемой среды:

Расход нагреваемой среды:

м3/част/час

Мощность (тепловая нагрузка):

Гкалл/чмВт

Выберите типовую схему: Ввести вручнуюдля гвсдля отоплениядля вентиляции

Температура греющей среды (вход):Температура греющей среды (выход):Температура нагреваемой среды (вход):Температура нагреваемой среды (выход):

Расход нагреваемой среды: м3/част/час

Мощность (тепловая нагрузка): Гкалл/чмВт

Нажимая кнопку, Вы принимаете Положение и даёте Согласие на обработку персональных данных.

Нажимая кнопку, Вы принимаете Положение и даёте Согласие на обработку персональных данных.


Что нужно знать для правильного расчета теплообменного оборудования?

При выборе и монтаже теплообменного оборудования следует учитывать индивидуальные особенности и условия конкретного объекта. По этой причине перед покупкой теплообменника важно провести расчет теплообменника и узнать основные характеристики системы, в которую он будет вмонтирован. Опираясь на полученные данные, можно подобрать самое подходящее устройство.

Чтобы купить подходящий теплообменник, технические характеристики которого подойдут под конкретную систему, нужно знать:

1. В каком месте будет стоять прибор, и где он будет использоваться. Это может быть вентиляционная система, горячее водоснабжение, отопление или технологические процессы.

2. Мощность теплообменника и его тепловую нагрузку. Если нет информации по тепловой нагрузке, нужно знать расход воды в теплообменнике

3. Производя конструктивный расчет теплообменника пластинчатого вода-вода, масло-вода и пар-вода, следует учесть тип среды, в которой будет функционировать прибор. Также теплообменное оборудование используют в пищевой промышленности и в сложных технологических процессах.

4. Немаловажное значение при выборе теплообменного устройства имеет температура рабочей среды.

Благодаря этой информации можно узнать, как рассчитать теплообменник с максимальным кпд и определиться с материалом изготовления пластин и уплотнительных элементов. Также эти данные помогут подобрать компоновку, габариты рамы, число пластин и их толщину.

Как рассчитать мощность теплообменника?

Расчет мощности пластинчатого теплообменника начинается с того, что нужно знать знать объём подогреваемой среды и разницу температур между жидкостями. Мощность теплообменника высчитывается по формуле:
P = 1,16 х ∆Т / (t x V), где
Р – необходимая мощность теплообменника;
1,16 – специально подобранная константа;
∆Т – разница температур;
t – время;
V – объем.

Тепловой расчет теплообменника

Для расчета важен расход теплоносителя по тепловой нагрузке через теплообменный аппарат, мощность теплообменника, средняя разность температур сред и коэффициент теплопередачи теплообменника. Подсчет этих характеристик совершается посредством уравнения теплового баланса:


Q = Q1 = Q2
Q — объём теплоты передаваемое или принимаемое теплоносителем(Вт). Из этого выходит:
Q1 = G1c1·(t1н – t1к) и Q2 = G2c2·(t2к – t2н)
где
G1,2 – расход воды в теплообменнике [кг/ч];
с1,2 – теплоемкости горячего и холодного теплоносителей [Дж/кг·град];
t1,2 н – начальная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];
t1,2 к – конечная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];

Где взять данные для расчета?

• в ТУ предприятия, которое занимается теплоснабжением;
• в техзадании, которое составляется инженером и главным технологом;
• в проекте теплообменной системы или в пункте, где находится устройство;

• в договоре с компанией, которая отвечает за теплоснабжение.

Как рассчитать теплообменник пластинчатый?

Гидравлический расчет пластинчатого теплообменника – это сложный и длительный процесс, в котором легко допустить ошибку. Поэтому расчет теплообменника должен проводить исключительно специалист с опытом. В большинстве случаев этим занимается официальный дилер или специалист от завода-производителя теплообменного оборудования. Для того, чтобы свести к минимуму возможные ошибки в расчетах, профессионалы используют специальные программы и формулы.

В таких программах имеются специальные таблицы, куда вводятся исходные данные, после чего в автоматическом режиме выдается несколько правильных вариантов расчета.

Официальные дилеры производят расчеты намного быстрее, чем специалисты завода-изготовителя. Кроме теплообменного оборудования выдается лист расчета устройства. По нему можно будет легко определить, соответствуют ли параметры выбранного прибора техническим условиям конкретной системы, в которой монтируется теплообменник.

Важно понимать, что самостоятельно провести расчет теплообменника практически невозможно, так как необходимые для этого данные скрыты, и получить их может не каждый человек.

Закажите расчёт сейчасОсуществляем подбор за 1 час

ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ

Остались вопросы?

Вы всегда можете получить консультацию по расчету пластинчатого, паяного, кожухотрубного теплообменника, а также специального теплообменного оборудования у наших инженеров совершенно бесплатно.

Мы поможем определится какой именно вариант больше подходит для Вашего объекта, учитывая технические характеристики и пожелания.
Обращайтесь по номеру

8 (804) 333-71-04 (звонок бесплатный), или же напишите на электронную почту [email protected]
С наиболее полной информацией о теплообменном оборудовании Вы всегда можете ознакомиться на нашем сайте

Как рассчитать теплообменник, сосуды, аппараты? Часть 1

При разработке проектов оборудования, используемого в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности не обходится без расчета сосудов, аппаратов и теплообменников на прочность, для удобства выполнения которых используются уникальные программы ПАССАТ и Штуцер-МКЭ, разработанные специалистами НТП Трубопровод.

В действительности рассчитать теплообменник, сосуды, аппараты, согласно действующим нормативам без каких-либо отступлений – невыполнимая задача. Объясняется это конструкционным исполнением данных элементов и условий их работы. Именно поэтому расчетные модели зачастую упрощаются, следовательно, результаты расчетов сильно искажаются. В программе ПАССАТ от НТП Трубопровод расчетные модели более универсальны, а сфера их применения гораздо шире.


Построение расчетной модели в программе ПАССАТ от НТП Трубопровод

Прежде чем приступить к созданию модели в программе ПАССАТ, следует определить тип рассчитываемого теплообменника, а также его основные параметры. Причем впоследствии эту информацию можно корректировать.

Как правило, построение расчетной модели (ввод исходных данных) в программе ПАССАТ от НТП Трубопровод предполагает определение составляющих теплообменника, его геометрических параметров и материалов, используемых для изготовления. Данный процесс напоминает сборку определенной конструкции из кубиков, особенно, когда дело касается описания фланцев и комплектующих теплообменника.

Расчетная модель теплообменника в программе ПАССАТ от НТП Трубопровод создается быстро и легко, однако, нужно помнить, что она моделирует изделие лишь условно. Порой реальная конструкция теплообменника делает невозможным использование нормативных документов. В такой ситуации проектировщики обдумывают варианты моделирования элемента, вызывающего сложности, чтобы произвести наиболее корректный расчет. Зачастую предпочтение отдается в пользу консервативного решения рассчитать теплообменник с дополнительным запасом.

В программе ПАССАТ от НТП Трубопровод представлен огромный выбор типовых комплектующих для теплообменника, среди которых можно подобрать подходящее днище, крышку, обечайку, фланец, отвод, площадку обслуживания, штуцеры, тарелки, опоры и многое другое. Проводя расчет теплообменника, сосудов, аппаратов и задавая параметры того или иного элемента, можно воспользоваться встроенной базой данных стандартных элементов.


При вводе параметров проектировщик может работать с разными единицами измерения. Программа ПАССАТ от НТП Трубопровод допускает возможность задавать для каждого значения свои единицы измерения и изменять их по мере необходимости (в этом случае полученные значения пересчитываются автоматически).

В ходе построения модели и расчета теплообменника, программа ПАССАТ от НТП Трубопровод следит за тем, чтобы элементы конструкции были согласованы между собой. Контролировать этот момент можно визуально по отображаемому трехмерному изображению теплообменника.

При разработке программы ПАССАТ разработчики (НТП Трубопровод) предусмотрели такие элементы, как «Внешние нагрузки» и «Сосредоточенная масса». Благодаря им можно смоделировать нестандартные изделия аппарата, не имеющие налогов, чтобы впоследствии не возникло трудностей с заданием нагрузок.

В большинстве случаев выполнение расчета теплообменника регламентируется госстандартом ГОСТ Р 52857.

XX-2007, хотя в отдельных ситуациях используются и другие нормативные документы.


Проектируя и рассчитывая сосуды, аппараты, теплообменники, специалисты не ограничиваются программой ПАССАТ и часто используют другие программы от НТП Трубопровод, которые могут обмениваться данными с этой системой. Реализация такого процесса возможна за счет наличия функции импорта/экспорта информации в открытый формат.

Особенности расчета сосудов, аппаратов, теплообменников.

Этап расчета сосудов, аппаратов, теплообменников считается самым простым. Для реализации расчета всего лишь нужно нажать кнопку Рассчитать. Далее специалисту нужно следить за выполнением процедуры. В случае остановки расчета (сигнал о нарушении условий использования методики) следует исправить ошибку и нажать ОК – расчет продолжится.

Ознакомление с результатами расчета сосудов, аппаратов, теплообменников.

По завершению расчета сосудов, аппаратов или теплообменников перед пользователем появится окно с его результатами.

Для удобства поиска проблемных элементов они выносятся в отдельную группу. Если для каких-либо элементов условие работоспособности не выполняется, то их нужно проанализировать. Эта процедура не сопряжена со сложностями, поскольку перед глазами проектировщика представлен полный расчет, включая формулы и промежуточные данные. Следовательно, выявить ошибку не составит труда.

Выполняя анализ полученных результатов, а также эпюр усилий и перемещений, можно выяснить прочностные показатели рассчитываемого аппарата.

Оформление расчетной записки в программе ПАССАТ от НТП Трубопровод

Отчет о выполненной работе оформляется в расчетную записку. Программа ПАССАТ от НТП Трубопровод справляется с этим этапом превосходно. Высокая скорость и отменное качество данной процедуры объясняются наличием в программе ПАССАТ специальных шаблонов, содержащих стандартное оформление, которые редактируются согласно полученным данным.

Немного времени – и иллюстрированный документ, занимающий около сотни страниц, полностью готов.

В следующей части статьи мы продолжим раскрывать тему прочностного расчета сосудов, аппаратов, теплообменников с помощью программ НТП Трубопровод.

Тепловой расчет теплообменника, расчет пластинчатых теплообменников: примеры

Теплообменные аппараты, несмотря на разнообразие конструкций, объединены общим назначением: устройства передают тепло между средами разных температур. Учитывая разновидности рабочей среды и объем ее потока, выбирают теплообменники нужной формы, габаритов и производительности. Основной акцент делается на площадь поверхности. Определить требуемую величину поможет расчет поверхности теплообменника пластинчатого в процессе его производства и эксплуатации.

Расчеты носят конструкторский (проектный) и проверочный характер. В результате конструкторских подсчетов определяют площадь теплообменной поверхности, требуемую для конкретных тепловых потоков. Проверочный расчет пластинчатых теплообменных аппаратов нужен для определения конечных показателей температур рабочей среды для конкретной площади теплообмена. Проектные расчеты находятся в ведении производителей, проверочные — служат для выбора правильного устройства в заданных условиях эксплуатациях. Расчеты взаимообратные (идентичные).

Требуемые данные

Чтобы выполнить расчет теплообменного аппарата, необходимо представить следующие данные:

  • входная и выходная температура на обоих контурах. Чем больше разница между ними, тем меньше габариты и цена подходящего теплообменника;
  • максимальный уровень давления и температуры рабочей среды. Чем ниже параметры, тем дешевле агрегат;
  • показатель массового расхода теплоносителя в обоих контурах. Определяет пропускную способность агрегатов. Чаще указывается расход воды. Если перемножить цифры пропускной способности и плотности, получиться суммарный массовый расход;
  • тепловая мощность (нагрузка). Определяет количество тепла, которое отдает агрегат. Расчет тепловой нагрузки теплообменника выполняется по формуле P=m×cp×δt, где m означает расход среды, cp — удельную теплоемкость, а δt — разницу температур на входе и выходе контура.

Чтобы выполнить расчет теплопередачи теплообменника, понадобится учитывать дополнительные характеристики. Вид рабочей среды и показатель ее вязкости определяют материал теплообменника. Понадобятся данные о среднем температурном напоре (высчитывается по формуле) и об уровне загрязненности рабочей среды. Последний параметр учитывают редко, поскольку он требуется только в исключительных случаях.

Расчет мощности теплообменника требует наличия точных сведений об указанных выше параметрах. Информацию можно получить из ТУ или договора от теплоснабжающей организации, а также ТЗ инженера.

Проверка правильности полученного результата

Чтобы выполнить правильный расчет, необходимо учитывать много факторов. Проверить правильность подсчетов можно путем сравнения полученных данных с нормативами, имеющимися условиями и потребностями. Расчет площади теплообменника учитывает:

  • в каких условиях планируется эксплуатировать оборудование;
  • массу, габариты, объем внутреннего пространства;
  • конструктивные особенности (материал изготовления, число и компоновка пластин, тип соединений, габариты рамы, расчетное давление, производительность теплообменника и пр. ).

Все перечисленные параметры должны соответствовать условиям предстоящей эксплуатации. Особое внимание уделяется выбору подходящих материалов. Для работы с агрессивной средой недопустимо использование пластин из нержавейки, для простой среды нецелесообразно выбирать пластины из титана. Таблица соответствия материалов и определенной среды поможет разобраться в нюансах.

Специальные формулы

Расчет основывается на уравнении теплопередачи Q = F×k×Δt, где Q означает объем теплового потока (Вт), F — площадь поверхности в м2, k — коэффициент передаваемого тепла, а Δt — разность в показателях температур теплоносителей на входе и выходе из агрегата.

Чтобы вычислить площадь поверхности, используют формулу F=Q/k×Δt. Формула теплопередачи учитывает конструктивные особенности агрегата. Рассмотрев их, можно выделить значения t1 и t2, чтобы рассчитать F. Для вычислений используется формула Q=G1cp1(t1вх–t1вых)=G2cp2(t2вых–t2вх), где G1и G2 обозначают расход массы греющего и нагреваемого теплоносителя, cp1 и cp2 — удельную теплоемкость по нормативам. Обмениваясь энергией, теплоносители меняют температуру, поэтому t1вх и t1вых, t2вх и t2вых выводятся в проверочном расчете для сравнения с фактическими температурными показателями. Важно учесть коэффициент теплоотдачи среды и конструктивные особенности теплообменного оборудования. Детальный конструкторский расчет предполагает составление схемы теплообменных агрегатов, включая схему движения теплоносителя.

Стандартные размеры элементов и коэффициенты теплоотдачи учитывают в ГОСТах. Чтобы не ошибиться, можно ознакомиться с примерами расчетов для разных типов теплового оборудования. Простые подсчеты выполняются на онлайн-калькуляторе, куда вносятся соответствующие параметры. Для сложных систем понадобятся опыт и знания, а также потребуется соответствующее программное обеспечение. Избежать ошибок можно, если доверить проведение расчетов специалистам.

Зачем нужны точные подсчеты

Необходимость в расчетах теплообменного оборудования и целесообразность его проведения можно оценить на практических примерах. К примеру, производитель получает заказ на производство теплового аппарата конкретной производительности и с заданной площадью поверхности теплообмена. Конструкторы на заводе избавлены от подсчета размеров агрегата, но должны подобрать материал, который выдаст заданную производительность на указанной рабочей площади. Инженеры проводят тепловой расчет и на основе результатов выбирают материал, разрабатывают решения для изготовления конструкции, сервиса, ремонта и контроля над работой теплообменников.

Больше информации можно получить, связавшись с нашими специалистами.

Оставить заявку

Ваше имя
Телефон

Подогрев воды бассейна — Каталог -Калькулятор.

  • Разборный теплообменник BOWMAN 40кВт 5113-2C

    34 063 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    5113-2C

    Рейтинг: 3 (голосов: 2)

    Оставить отзыв

  • Разборный теплообменник BOWMAN 70кВт 5113-3C

    43 348 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    5113-3C

    Рейтинг: 1 (голосов: 1)

    Оставить отзыв

  • Разборный теплообменник BOWMAN 100кВт 5114-2C

    66 589 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    5114-2C

    Рейтинг: 1 (голосов: 1)

    Оставить отзыв

  • Разборный теплообменник BOWMAN 170кВт 5115-2C

    114 778 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    5115-2C

    Оставить отзыв

  • Разборный теплообменник BOWMAN 300кВт 3708-2C

    204 722 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    3708-2C

    Оставить отзыв

  • Теплообменник MAXDARPA D-HWT 12 корпус и спираль из нерж. стали 12-14 кВт

    21 589 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 01 19

    Рейтинг: 1 (голосов: 1)

    Оставить отзыв

  • Теплообменник MAXDARPA D-HWT 24 корпус и спираль из нерж.
    стали 24-28 кВт

    24 038 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 01 20

    Рейтинг: 3 (голосов: 2)

    Оставить отзыв

  • Теплообменник MAXDARPA D-HWT 35 корпус и спираль из нерж. стали 35-42 кВт

    32 013 р.

    Купить за 1 клик

    Арт.
    10 01 01

    Рейтинг: 1 (голосов: 1)

    Оставить отзыв

  • Теплообменник MAXDARPA D-HWT 65 корпус и спираль из нерж. стали 65-84 кВт

    46 880 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 01 02

    Рейтинг: 1 (голосов: 1)

    Оставить отзыв

  • Теплообменник MAXDARPA D-HWT 93 корпус и спираль из нерж.
    стали 93-133 кВт

    81 684 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 01 03

    Рейтинг: 1 (голосов: 1)

    Оставить отзыв

  • Скидки

    Теплообменник MAXDARPA D-KWT-VA 25 пластик гофр.спираль из нерж.стали 25 кВт

    18 228 р.

    Купить за 1 клик

    Арт.
    10 08 01

    Рейтинг: 1.67 (голосов: 6)

    Оставить отзыв

  • Теплообменник MAXDARPA D-KWT-VA 45 пластик гофр.спираль из нерж.стали 45-46 кВт

    24 038 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 08 02

    Оставить отзыв

  • Теплообменник MAXDARPA D-KWT-VA 85 пластик гофр.
    спираль из нерж.стали 85-91 кВт

    31 614 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 08 03

    Оставить отзыв

  • Электронагреватель MAXDARPA D-EWT-EV 1.5 кВт нерж. сталь ТЭН инколой

    39 019 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 02 51

    Рейтинг: 1 (голосов: 1)

    Оставить отзыв

  • Электронагреватель MAXDARPA D-EWT-EV 3 кВт нерж.
    сталь ТЭН инколой

    46 538 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 02 52

    Оставить отзыв

  • Электронагреватель MAXDARPA D-EWT-EV 9 кВт нерж. сталь ТЭН инколой

    48 361 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 02 54

    Рейтинг: 1 (голосов: 1)

    Оставить отзыв

  • Электронагреватель MAXDARPA D-EWT-EV 12 кВт нерж.
    сталь ТЭН инколой

    50 184 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 02 55

    Рейтинг: 1 (голосов: 1)

    Оставить отзыв

  • Электронагреватель MAXDARPA D-EWT-EV 15 кВт нерж. сталь ТЭН инколой

    51 323 р.

    Купить за 1 клик

    Арт.
    10 02 56

    Рейтинг: 1 (голосов: 1)

    Оставить отзыв

  • Электронагреватель MAXDARPA D-EWT-EV 18 кВт нерж. сталь ТЭН инколой

    52 348 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 02 57

    Оставить отзыв

  • Электронагреватель MAXDARPA X-EWT 36 кВт нерж.
    стали ТЭН инколой с цифр. термостатом

    160 633 р.

    Купить за 1 клик

    Арт. —
    10 02 60

    Оставить отзыв

  • Расчет нагрева воды в бассейне.

    1. Температура воды в бассейне

    Норматив  температуры воды для бассейнов
    Тип бассейна Температура воды по нормативу (градус по Цельсию)

    Плавательные и спортивные бассейны

    24-26

    Детские бассейны

    28-30

    Гидромассажные и спа-бассейны

    32-38

    Несколько обобщенных формул для правильного подбора водонагревателя для бассейна.

    2. Расчет времени работы теплообменника

    Расчетам время работы теплообменника для нагрева бассейна. Воспользуемся эмпирической формулой (без учета потерь):

    t = 1.16  *  V  *  T  /  P  где

    t – искомое время в часах,

    V – объем воды в бассейне в кубометрах,

    T – требуемая разница температур в градусах,

    P – заявленная мощность.

    Воспользуйтесь калькулятором.

    Пример.

    По этой формуле заранее посчитаем необходимое время нагрева вашего бассейна теплообменником заявленной мощности. Например, вода в бассейне 20 градусов,  а требуется нагреть до 26 градусов, т.е. на 6 градусов, при объеме бассейна 30 кубометров и  мощности теплообменника 6 кВт.

    t  =  1.16  *  30  *  6   /  6       t  =  34,8 час.

    3. Определение необходимой мощности нагревателя

    Мощность теплообменника определяется из условий первичного подогрева воды в бассейне. Обычно принимается время первичного нагрева  2-4 дня при непрерывной работе нагревателя.

    Qs = V*C*(tB – tK)/Za + Zu*S

    Qs – мощность нагревателя (Вт)

    V – объем бассейна (л)

    C – удельная теплоемкость воды, C = 1,163 (Вт/кгК)

    tB – требуемая температура воды (град. по Цельсию)

    tK – температура заполняемой воды  (град. по Цельсию)

    S – площадь зеркала воды (кв. метр)

    Za – требуемое время нагрева

    Zu – потери тепла (в час.)

    Тип бассейна и значение параметра потери тепла
    Тип и местонахождение бассейна Значение параметра потери тепла Zu
    Бассейн в помещении 180 (Вт/метр кв. )
    Бассейн на открытом воздухе (полностью открытое место) 1000 (Вт/метр кв.)
    Бассейн на открытом воздухе (частично закрытое место)  620 (Вт/метр кв. )
    Бассейн на открытом воздухе (полностью закрытое место) 520 (Вт/метр кв.)

    Для примера, дано. Общественный бассейн в помещении объёмом 500 м3. Размер 25м х 11,4м = 285 м2. Время нагрева 72 часа. Требуемая температура 24С. Начальная 10С.

    Воспользуйтесь калькулятором.

    500000*1,163*(24-10)/72+180*285  Qs = 164 кВт

     

    Определение необходимой мощности нагревателя

    Приведем несколько обобщенных формул для правильного подбора водонагревателя.


    Тип и место использования водонагревателя

    Значение требуемой мощности водонагревателя

    Теплообменник для открытого бассейна (мощность в кВт)

    Равен объему бассейна (куб. метр)

    Теплообменник для закрытого бассейна (мощность в кВт)

    Равен ¾ объема бассейна (куб. метр)

    Электронагреватель для открытого бассейна (мощность в кВт)

    Равен ½ объема бассейна (куб. метр)

    Электронагреватель для закрытого бассейна (мощность в кВт)

    Равен 1/3 объема бассейна (куб. метр)

    Солнечные батареи

    Суммарная площадь коллекторов должна быть равна площади самого бассейна

    Подогрев для бассейна – важная сторона ухода за резервуаром, относиться к которой необходимо со всей серьезностью.

    Есть несколько способов подогрева воды для бассейна

    •         проточные электронагреватели
    •         тепловой насос
    •         теплообменники, подключаемые к котлу
    •         солнечные коллекторы

    Ни для кого не секрет, что за солнечную энергию платить не надо. Она эффективная и явно неисчерпаемая. За счёт относительной дешевизны этот способ может быть оптимальным для подогрева воды в бассейне в летний период. Солнечный водонагреватель для бассейна может использоваться при наличии трубопровода с горячей водой или антифризом.

    Подогрев воды для бассейна при помощи электронагревателей. Источником тепла используется электрическая энергия. К бассейну подсоединяются ТЭНы, мощность которых рассчитывается исходя из объема воды в бассейне. Отдавая предпочтение электронагревателю, вы должны понимать, что эксплуатация электронагревателя несопоставима с ценой эксплуатации теплообменника и теплового насоса.

    Тепловой насос работает по принципу преобразования тепла окружающей среды в тепло на подогрев бассейна. Если вы находитесь в поиске экономичного способа для подогрева бассейна, вам стоит задуматься об использовании данного вида насоса или теплообменника.

    Нагреватель-теплообменник, который подключается непосредственно к центральной системе отопления, позволяет заметно сэкономить на электричестве и на семейном бюджете в частности. Это оборудование подходит для любого вида установки, где имеются бойлеры, тепловые насосы, солнечные панели и другие источники тепла.

    ООО «Торговый Дом МС» поможет решить проблему подогрева воды для бассейна

    Всегда в наличии теплообменники и электронагреватели для бассейнов любых мощностей. Обратитесь к нам, и мы подберем нужную модель для вашего бассейна. Широкий ассортимент и приемлемые цены приятно удивят вас. Осуществите свою мечту о здоровье, бодрости, о приятном проведении времени с родными и близкими!

    Расчет теплообменного аппарата «труба в трубе»

    В работе выполнен тепловой расчет и расчет прочности узла теплообменника «труба в трубе». Определены значения температурных полей и механических напряжений в элементах конструкции теплообменника.

    Теплообменник типа «труба в трубе», принцип работы которого основан на постоянном контакте теплоносителя с обрабатываемой жидкостью, используется в технологических системах для нагревания или охлаждения теплоносителя с небольшой поверхностью теплообмена на предприятиях газовой, нефтяной, нефтехимической и химической промышленности. Применяются теплообменники с такой конструкцией и в пищевой промышленности, например, в виноделии и при производстве молочных продуктов.

    Конструкция теплообменника типа «труба в трубе» состоит из нескольких прямолинейных участков труб, расположенных друг над другом. Внутренние трубы с меньшим диаметром последовательно соединены друг с другом дугами в полуокружность (переходными каналами), которые крепятся фланцевым соединением.

    Теплообменный аппарат проектируется на основании:

    • Теплового расчета с определением площадей поверхности теплообменника;
    • Конструктивного расчета основных геометрических параметров агрегата и его узлов;
    • Гидравлического расчета, определяющего потерю напора.

    Расчет теплообменника. Постановка задачи

    Целью выполненной работы является выполнение теплового расчета и определение температурного состояния внутренней трубы теплообменного аппарата «труба в трубе», охладителя пирогаза; расчет прочности элементов внутренней трубы теплообменного аппарата, находящихся под действием внутреннего и внешнего давления, рабочих температур.

    Состав и параметры смеси рабочей среды (пирогаза) представлены в таблицах 1 и 2.

    Таблица 1. Состав смеси пирогаза

    Соединение Массовая доля, %
    Этилен 28-29
    Пропилен 16-17
    Этан 8-9
    Пропан 2-3
    Метан 20-22
    Пар разбавления 26-20

     

    Таблица 2. Параметры смеси пирогаза

    Величина Вход Выход
    Т, ºС 865 450
    Pизб, МПа 0. 11 0.09
    ρ, [кг/м3] 0.572 1.003
    μ, [кг/м•с] 3.367*10-5 2.049*10-5

     

    В расчете в качестве допущения принимается линейное распределение температуры пирогаза по длине канала от 865оС до 450оС. Расчетное давление пирогаза Pизб=0.2 МПа.

    Данные о характеристиках среды охлаждения: среда охлаждения – пароводяная эмульсия; давление среды = 130  кгс/см2; температура среды = 330оС; коэффициент теплоотдачи = 14500 Вт/(м2 *град).

    В качестве расчетной модели рассматривается внутренняя труба, на внутренней и внешней поверхности которой в качестве граничных условий задается конвективный теплообмен с окружающей средой заданной температуры, с  коэффициентами теплоотдачи, рассчитанными по аналитической методике.

    Для расчетов температурного и напряженно-деформированнного состояния трубы со смесью пирогаза использована программная система конечно-элементного анализа ANSYS. Сетка построена с помощью линейных гексаэдральных конечных элементов, размеры которых по толщине, длине и окружности трубы подобраны для корректного описания искомых величин (температура, перемещения, напряжения). 

    Тепловой расчет теплообменника

    Граничные условия и нагрузки, необходимые для расчёта теплового состояния внутренней трубы охладителя:

    1. На внутренней стенке трубы задается условие конвекции. Принимается линейное распределение температуры среды по длине трубы от 865ºС на входе до 450ºС на выходе. Принимается линейная зависимость коэффициента теплоотдачи от температуры.  Кроме того, просчитаны дополнительные варианты для постоянных значений коэффициента теплоотдачи 500 и 750  Вт/(м2 *К).
    2. На внешней стенке трубы, граничащей с кипящей парогазовой эмульсией, задается условие конвекции. Температура среды и коэффициент теплоотдачи принимаются  постоянными в соответствии с исходными данными.
    3. На внешней стенке трубы, граничащей с неподвижным воздухом, задается температура окружающего воздуха 40ºС и коэффициент теплоотдачи 3,7 Вт/(м2 *К).
    4. По плоскостям симметрии задается адиабатическая стенка (нулевой тепловой поток).

    Расчет напряженно-деформированного состояния узла теплообменника

    Для расчета напряженно-деформированного состояния узла входа пирогаза создана модель, включающая части внутренней и внешней трубы.

    В качестве нагрузки принимается поле температур, полученное в результате теплового расчета, а также давления пирогаза, охлаждающей эмульсии и атмосферы. Кинематические граничные условия не препятствуют деформированию модели, т.е не учитываются возможные усилия, вызванные монтажом и закреплениями, препятствующими деформации конструкции при нагреве.

    Граничные условия и нагрузки необходимые для тепломеханического расчета входного узла:

    1. На внутренней стенке внутренней трубы задается условие конвекции. Принимается линейное распределение температуры среды по длине трубы из расчета 865ºС на входе до 450ºС на выходе из охладителя. Принималась линейная зависимость коэффициента теплоотдачи от температуры в соответствии с таблицей 5. Давление на стенке задается равным 0.3 МПа в соответствии с исходными данными.
    2. В межтрубном пространстве задается условие конвекции. Температура среды и коэффициент теплоотдачи принимаются  постоянными в соответствии с исходными данными. Давление на стенках 13 МПа.
    3. На внешней стенке трубы, граничащей с неподвижным воздухом, задается температура окружающего воздуха 40ºС и коэффициент теплоотдачи 3,7 Вт/(м*К) и давление 0.1 МПа.
    4. По плоскостям симметрии задается адиабатическая стенка (нулевой тепловой поток) и равенство нулю нормальных перемещений.

    Результаты расчета прочности деталей теплообменного аппарата (эквивалентные напряжения, определенные по теории наибольших касательных напряжений) представлены на рисунке.

    Заключение

    1. На основе предоставленных данных проведен расчет теплофизических свойств смеси пирогаза и коэффициентов теплоотдачи на внутренней и внешней поверхностях трубы, необходимые для постановки задачи расчета температурного и напряженного состояния конструкции.

    2. В результате теплового расчета внутренней трубы теплообменного аппарата было получено распределение температур по ее стенке.  Максимальные значения  температуры в различных узлах приведены в таблице 6.

    3. Расчет тепломеханического состояния входного узла показал, что уровень максимальных эквивалентных напряжений  в линейно-упругой постановке достигает  300-370 МПа, что значительно превышает допустимое значение 140 МПа. Это свидетельствует о возможном превышении предела текучести стали, необходимости проведения поверочного расчета в нелинейной (упруго-пластической) постановке и оценки циклической прочности конструкции.

    4. В тепломеханическом расчете предполагалось, что условия закрепления теплообменника не препятствуют свободному деформированию материала труб под действием нагрева. Для учета возможного влияния закрепления необходимо моделирование всей геометрии теплообменника до ближайших жесткозакрепленных точек.

    5. Оценка коэффициента теплоотдачи на внутренней стенке трубы с пирогазом проведена по  вычисленным значениям вязкости, теплоемкости, теплопроводности для принятого состава смеси пирогаза. Однако, эти свойства чувствительны  к составу смеси пирогаза, а, следовательно, при отклонениях в составе смеси от указанных в таблице 1 изменятся и значения коэффициента теплоотдачи.  Кроме того, при оценке коэффициента теплоотдачи не учтена локальная интенсификация теплообмена на поворотах потока и его зависимость от неравномерности  поля скорости.  Для более точного определения распределения коэффициента теплоотдачи по внутренней стенке трубы необходимо проведение детального моделирования течения пирогаза и теплообмена.

    Электронная анкета для подбора теплообменников

    Наши объекты Посмотреть все

    • Табачная фабрика «Амкор ТП Санкт-Петербург» ежегодно доверяет нам обслуживание теплообменников

    • Наша сервисная служба ежегодно обслуживает теплообменники, установленные в банном комплексе «Усачевские Бани»

    • В автосалоне «Мазда» на Пулковском шоссе установлен водоподогреватель нашего производства и регулярно производятся сервисные работы всего обоудования

    • В Александринском театре установлены двенадцать теплообменников нашего производства, тип VR13

    • В детском центре «Орленок», Туапсе работает наше теплообменное оборудование

    • Компания Нокиан Тайерс неоднократно приобретала у нас паяные теплообменные аппараты. Нами также проведены работы по монтажу вентиляционных установок

    • На новой станции метро «Обводный канал» в Санкт- Петербурге установлены наши пластинчатые теплообменники

    • Для котельной в Великом Новгороде нами отгружено несколько теплообменников VR 91

    • Установлено наше оборудование в аэропорту, построенном для удобства разработки Бованенковского месторождения

    • В Санкт- Петербургском Бизнес Центре «Невский 30» в индивидуальном тепловом пункте установлено наше оборудование

    • В Доме ленинградской торговли (ДЛТ) установлены пластинчатые разборные теплообменники нашего изготовления

    • В ЖК «Финансист», г. Санкт- Петербурге не только установлено наше теплообменное оборудование, но и регулярно проводятся сервисные работы

    • Фабрика им. Н.К. Крупской не только регулярно закупает у нас теплообменники, но и обслуживает свое теплообменное оборудование

    • Установлено несколько наших разборных и паяных теплообменников на заводе «НПО «Маргарон»

    • Монументу «Героическим защитникам Ленинграда» в Санкт- Петербурге подходят только наши теплообменные аппараты!

    • Один из первых теплообменников нашего производства был установлен в Доме Книги на Невском проспекте Санкт- Петербурга

    • В Москве установлены наши разборные теплообменники FP 120

    • Нами осуществлена поставка теплообменного оборудования для нефтедобывающей платформы в Каспийском море (Лукойл)

    • Партия оборудования готова к отгрузке в г. Уральск

    • Сборка индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) в г. Белгород

    • Сборка теплообменника VR130 для Протонного центра, г. Димитровград

    • Адмиралтейские Верфи, Санкт- Петербург, регулярно закупают наши разборные теплообменники

    • Освоено и успешно реализовано производство теплообменников для пищевой промышленности

    • Молокозавод во Пскове закупил партию наших теплообменников для пастеризации молока

    • В мастерской Мариинского театра нами смонтирован ИТП, а также регулярно проводятся работы по обслуживанию оборудования

    Главная \ Рассчитать (подобрать) теплообменник

    Мощность, кВт:
    Греющая среда: Нагреваемая среда:
    расход, кг/с: расход, кг/с:
    нач. темп., С°: нач. темп., С°:
    кон. темп., С°: кон. темп., С°:
    Доп. потери, кПа: Доп. потери, кПа:
    Организация: *
    Контактное лицо: *
    Телефон: *
    E-mail: *
    Дополнительно:

    Расчет теплообменника | SACOME

     

    Начиная с определения теплообменника , ключевой задачей проектировщика является определение размера теплообменника .  Дизайнер должен рассчитать оптимальную зону обмена  , которая сможет выполнить все требования, предъявляемые клиентом.

     

    С этой целью применяется следующее уравнение теплопередачи  , где Q  – коэффициент теплообмена , U  – глобальный коэффициент теплообмена ;

    Это уравнение должно быть дискретизировано вдоль  теплообменника  на подходящее количество секций: эффективность теплопередачи между жидкостями меняется вдоль теплообменника, поскольку, среди прочего, тепловые свойства  изменение температуры и сложные тепловые явления происходят внутри теплообменника.

     

    Чтобы понять процедуру расчета, уравнение теплопередачи можно применить ко всему теплообменнику, таким образом получив начальный подход к требуемой площади теплообмена . Этот процесс поясняется ниже для теплообменника с двумя концентрическими трубами в противотоке.

     

    Определение теплового режима

     

    Получается из уже установленных данных процесса для продукта, который обычно обрабатывается через внутреннюю трубу.

     

     

    Расчет средней логарифмической разности температур (LMTD)

     

    Определяется между двумя секциями теплообменника и на выходе из теплообменника, и зависит от температуры на входе продукта. . Если говорить о теплообменнике в целом, то эти 4 температуры хорошо известны. Однако, если мы хотим разбить теплообменник на несколько приращений и рассчитать LMTD  для каждого из них есть неизвестные на первый взгляд значения, необходимые для выполнения процесса итерации и сходимости.

    Определение общего коэффициента теплопередачи

    Это является результатом добавления различных термических сопротивлений :

    9
    1101010101103

    9
    1101010101103

    9
    110101101103

    9
    .

    Это сопротивление оценивает  теплообмен  вызванный конвекцией в обоих каналах жидкости. Он обратно пропорционален коэффициенту теплообмена жидкости, ч.

    Для стороны продукта, будучи DP и DP. Внешние и внутренние диаметры внутренней трубки:

    В то время как для сервисного канала:

    Важным вопросом при проектировании теплообменника является определение коэффициенты теплообмена  достоверно и точно: неправильный расчет приведет к недостаточной производительности, а теплообменник может даже не достичь требуемых температур.

     

    В зависимости от  пути течения  (труба, кольцевое пространство и т. д.) и от это безразмерный параметр, по которому можно рассчитать коэффициент теплообмена. Вообще говоря, Nusselt  будет зависеть от других безразмерных параметров, таких как Reynolds, Prandtl, Graetz, Grashof и т. д. версия программного обеспечения HTRI Xchanger Suite v7.00.

     

     

    Термическое сопротивление проводимости

     

    Используется для оценки  теплообмен  вызванный теплопроводностью через стенку, разделяющую обе жидкости. Для круговой трубки, будучи k теплопроводности Metal , определяется как:

    Формический тепловой сопротивление

    As TheTrageNger . примесей продукта (аналогично это происходит и со стороны обслуживания) осаждается на поверхностях, контактирующих с жидкостями. Эти засорение  сопротивления ухудшают процесс теплообмена.

    Для применений (главным образом в промышленной сфере), в которых требуется отсрочка выключения для выполнения задач по очистке, общепринятой практикой является учет этих дополнительных сопротивлений с самого начала, что увеличивает размер оборудования. Для пищевых применений они не предусмотрены, так как задачи по очистке выполняются чаще.

     

    Со стороны продукта это:

     

    , тогда как в сервисном канале:

    Расчет требуемой области обмена

    , применив теплообменного уравнения . необходимая  область обмена . Учитывая, что диаметр внутренней трубы уже задан, решение задачи состоит в получении общей длины теплообменника Lt:

     

     

    В результате мы получаем теоретическую необходимую площадь. Однако, так как необходимо выбрать длину доступной на рынке трубы L: если эта длина меньше теоретической, то необходимо последовательно разместить комплект теплообменников n:

     

     

    В любом случае, всегда желательно, чтобы область обмена была выше теоретической, в зависимости от неопределенности при определении тепловые свойства  жидкостей,  сопротивление обрастанию  или коэффициенты теплопередачи . Для количественной оценки этого чрезмерного проектирования определяется общий коэффициент теплообмена, или «загрязненное значение К»:

    Уравнения и расчеты кожухотрубного теплообменника

    В этой статье мы подробно рассмотрим уравнения требуется для расчетов и проектирования кожухотрубных теплообменников.

    Кожухотрубные теплообменники широко используются и очень популярны в обрабатывающей промышленности благодаря своей универсальности. Кожухотрубные теплообменники различных типов можно легко конфигурировать, изменяя расположение кожухотрубных теплообменников.

    ИНДЕКС

    1. Процедура проектирования кожухотрубного теплообменника
    2. Уравнения теплообменника
    3. Расчет конструкции кожухотрубного теплообменника

    Процедура проектирования кожухотрубного теплообменника

    Проектирование кожухотрубного теплообменника представляет собой итеративный процесс, который проходит через следующие этапы.

    1. Определение технологических требований для нового теплообменника
    2. Выберите подходящий тип кожухотрубного теплообменника
    3. Определение параметров конструкции, таких как количество проходов трубы, размер трубы, внутренний диаметр оболочки и т. д.
    4. Расчеты и моделирование теплообменника для получения выходных данных – температуры горячей/холодной жидкости на выходе, скорости теплопередачи, перепада давления на межтрубном пространстве и т. д.
    5. Проверка выхода на соответствие требованиям процесса
      • Если производительность соответствует требованиям процесса, а стоимость находится в рамках бюджета, завершите проектирование процесса и подготовьте лист спецификаций теплообменника
      • Если проект не соответствует требованиям процесса или превышает бюджет, вернитесь к шагу 3, измените параметры проекта и повторите этот процесс еще раз.

    Есть несколько уравнений, которые очень важны для расчетов, которые необходимо выполнить в процессе проектирования теплообменника.

    Уравнения кожухотрубного теплообменника

    Ниже приведен список всех важных уравнений кожухотрубного теплообменника.

    Уравнение общей теплопередачи

    Общая теплопередача в любом теплообменнике определяется следующим уравнением —

    Уравнение-1

    где, Q = общая скорость теплопередачи
    U = общий коэффициент теплопередачи
    Общий = Общая поверхность теплопередачи, ары
    LMTD = Средняя логарифмическая разность температур

    Уравнение LMTD

    Среднелогарифмическая разность температур представляет собой среднюю количественную оценку разности температур между кожухом и стенками трубы. Он рассчитывается по следующему уравнению.

    Уравнение-2

    Где,
    ΔT 1  → разность температур горячей и холодной жидкости на одном конце теплообменника
    ΔT 2 0 разность температур горячей и холодной жидкости на другом конце теплообменника.

    LMTD с поправочным коэффициентом

    Однако LMTD действителен только для теплообменников с одним проходом в кожухе и одним проходом в трубу. При множестве кожухотрубных проходов картина течения в теплообменнике не является ни прямоточной, ни чисто противоточной. Следовательно, чтобы учесть геометрическую неравномерность, среднелогарифмическую разность температур (LMTD) необходимо умножить на Поправочный коэффициент средней разности температур (MTD) (F T )  для получения скорректированной средней разницы температур (Cкорректированная MTD).

    Уравнение-3

    Этот калькулятор поправочного коэффициента поможет вам быстро рассчитать поправочный коэффициент LMTD для кожухотрубного теплообменника с несколькими кожухотрубными проходами.

    Количество трубок в зависимости от требуемой площади теплопередачи

    Количество трубок, необходимых для кожухотрубного теплообменника (N T ) можно рассчитать с помощью следующего уравнения, исходя из требований к общей площади теплопередачи.

    Уравнение-4

    Где мы получаем A Общая площадь (требуемая общая площадь теплопередачи) из уравнения скорости теплопередачи (Уравнение-1).
    OD — внешний диаметр трубы выбранного размера.
    L — общая длина трубы.

    Скорость жидкости со стороны трубы

    Скорость жидкости со стороны трубы важна для оценки числа Рейнольдса со стороны трубы, а затем для получения коэффициента теплопередачи жидкости со стороны трубы. Мы можем использовать следующее уравнение для боковой скорости трубы.

    Уравнение-5

    Где, m = массовый расход на стороне трубы
    N P = количество проходов трубы
    ID = внутренний диаметр трубы

    Кроме того, число Рейнольдса для жидкости со стороны трубы рассчитывается как Уравнение коэффициента

    Когда у нас есть дескриптор площади теплопередачи (A Суммарная ) и разность температур (LMTD), единственным неизвестным в уравнении теплопередачи (Уравнение-1) остается общий коэффициент теплопередачи (U) . Мы можем использовать следующее уравнение, чтобы получить общий коэффициент теплопередачи для кожухотрубного теплообменника.

    Уравнение-7

    Где, H O = коэффициент теплопередачи боковой передачи оболочки
    H I = Коэффициент бокового тепла в трубке
    R DO = Сторонный коэффициент DIRT
    R DI DO = оболочка. = коэффициент загрязнения со стороны трубы
    OD и ID — соответственно внешний и внутренний диаметры для выбранного размера трубы
    Ao и Ai — значения площади внешней и внутренней поверхности труб
    k w — значение сопротивления стенки трубы

    Обратите внимание, что этот общий коэффициент теплопередачи рассчитывается на основе площади поверхности внешней трубы (Ao). Поэтому его необходимо умножить на значение Ao для использования в общем уравнении теплопередачи.

    Расчет кожухотрубного теплообменника

    Мы уже видели, что проектирование кожухотрубного теплообменника представляет собой итеративный процесс. Часто инженеры предпочитают использовать программное обеспечение для проектирования теплообменников для создания модели теплообменника. Затем вы можете использовать эту модель для имитации производительности теплообменника и проверки ее соответствия требованиям вашего процесса.

    Однако, если вы решите вручную выполнить расчет параметров теплообменника, вот несколько калькуляторов и руководств, которые могут вам помочь.

    Калькуляторы теплообменников

    Обратите внимание, что все следующие калькуляторы предназначены для демонстрации. Чтобы получить доступ к фактически работающим калькуляторам, вам нужно будет создать логин на EnggCyclopedia.

    1. Вот калькулятор размеров кожухотрубных теплообменников , который поможет вам рассчитать требуемую площадь теплопередачи на основе значений температуры на входе/выходе на кожухотрубных сторонах. Этот калькулятор предназначен для определения размера потока со стороны трубы на основе фиксированного потока со стороны кожуха . Другие требуемые входные данные: скорость потока, плотность, вязкость, значения удельной теплоемкости для жидкостей на межтрубном пространстве.
    2. Этот другой калькулятор для межтрубного потока поможет вам рассчитать требуемую площадь поверхности, а также межтрубный поток, , когда у вас есть фиксированные условия на трубной стороне . Другие требуемые входные данные: скорость потока, плотность, вязкость, значения удельной теплоемкости для жидкостей на межтрубном пространстве.
    3. Этот быстрый калькулятор LMTD помогает быстро рассчитать значение LMTD для обменника.
    4. Затем есть еще один калькулятор для поправочного коэффициента LMTD.
    5. Помимо этого, вам также потребуется рассчитать перепад давления на кожухе и трубе для вашего технического описания процесса. Этот калькулятор предназначен для расчета перепада давления на стороне корпуса.
    6. Этот калькулятор можно использовать для определения перепада давления со стороны трубки.

    Помимо этих калькуляторов, вы всегда можете использовать программное обеспечение для проектирования теплообменников, чтобы построить модель вашего теплообменника, а затем смоделировать его работу.

    Учебники по расчету кожухотрубных теплообменников

    Вот несколько пошаговых руководств о том, как использовать эти калькуляторы для расчетов кожухотрубных теплообменников. В этих руководствах мы будем использовать уравнения кожухотрубного теплообменника, рассмотренные выше.

    1. Расчет общего коэффициента теплопередачи
    2. Расчет толщины изоляции для стенки печи
    3. Руководство по расчету LMTD
    4. Расчет LMTD, когда формула не работает
    5. Учебное пособие. Расчет перепада давления в кожухе теплообменника
    6. Учебное пособие. Расчет перепада давления в трубном теплообменнике

    Рекомендуемые шаги

    Вот несколько рекомендуемых шагов для использования расчетных уравнений теплообменника —

    1. Фиксация значений температуры на входе/выходе
    2. Вычислить LMTD
    3. Выберите трубку кожухотрубного теплообменника (ТЕМА)
    4. Выбор геометрии кожуха и трубы
    5. Расчет площади теплопередачи на основе выбранной геометрии (A Комбинезон )
    6. Получите общий коэффициент теплопередачи (U), используя подходящую эмпирическую корреляцию для данной жидкости, например уравнение Зидера-Тейта
    7. Рассчитайте общую скорость теплопередачи (Q), используя уравнение-1
    8. Проверка совпадения Q с потерями/приобретением тепла при изменении температуры на горячей и холодной стороне. Это основной энергетический баланс межтрубных/межтрубных жидкостей.
    9. Проверьте падение давления на кожухе и трубе. Соответствует ли допустимый перепад давления технологическим требованиям?
    10. Если проект соответствует технологическим требованиям, проверьте ориентировочную стоимость материалов. Они в рамках бюджета?
    11. Если проверка проекта или бюджета не удалась, вернитесь к шагу 4 и повторяйте процесс, пока не получите удовлетворительную конструкцию кожухотрубного теплообменника.

    Советы и указания по расчету теплообменника

    • Боковые перегородки кожуха используются для обеспечения поперечного потока и улучшения теплообмена между двумя жидкостями. Расстояние между боковыми перегородками кожуха оказывает важное влияние на степень теплопередачи. Вы можете использовать эти рекомендации для выбора оптимального расстояния между боковыми перегородками корпуса. Обычно рекомендуется учитывать расстояние между перегородками от 0,3 до 0,6 внутреннего диаметра оболочки в соответствии со стандартами TEMA.
    • Температура приближения к теплообменнику является важным фактором, влияющим на конструкцию теплообменника. Прежде чем приступать к расчету размеров, рекомендуется тщательно обдумать выбранную утилиту и соответствующую температуру приближения.

    Взаимосвязь тепловой нагрузки теплообменника и паровой нагрузки

    Насыщенный пар используется для обеспечения первичного тепла технологической жидкости в теплообменнике. Термин «теплообменник» используется для описания всех типов оборудования, в которых осуществляется передача тепла от одной жидкости к другой. Для удобства это широкое определение будет применяться к термину теплообменник. Хотя в основном речь идет о кожухотрубных теплообменниках и пластинчатых теплообменниках, останов может также иметь отношение к приложениям, включая батареи воздухонагревателей, змеевики погружных резервуаров, сосуды с рубашкой и накопительные калориферы.

    Приложения с регулированием температуры

    В приложениях с регулированием температуры температура вторичной жидкости на входе в теплообменник может меняться со временем. Это означает, что для поддержания постоянной температуры вторичной жидкости на выходе тепло, подводимое к теплообменнику, также должно изменяться. Этого можно добиться, используя регулирующий клапан на входе в первичную сторону теплообменника, как показано на Рисунок 13.2.1..

    Регулирующий клапан используется для изменения расхода и давления пара таким образом, чтобы поступление тепла в теплообменник можно регулировать. Модулируя положение регулирующего клапана, можно регулировать температуру вторичной жидкости на выходе. Датчик на выпуске вторичной жидкости контролирует ее температуру и подает сигнал на контроллер. Контроллер сравнивает фактическую температуру с заданной температурой и в результате дает сигнал приводу отрегулировать положение регулирующего клапана.
     
    При постоянной площади нагрева и коэффициенте теплопередачи скорость, с которой тепло передается от пара к вторичной жидкости для конкретного теплообменника, определяется средней разностью температур между двумя жидкостями. Большая разница в средних температурах создаст большую скорость теплопередачи и наоборот. При частичном закрытии регулирующего клапана давление пара и разность температур падают. И наоборот, если регулирующий клапан открыт, так что массовый расход пара и, следовательно, давление в теплообменнике повышаются, средняя разница температур между двумя жидкостями увеличивается.
     
    Изменение давления пара также немного повлияет на количество тепловой энергии, доступной в конденсирующемся паре, поскольку энтальпия испарения фактически падает с увеличением давления. Это означает, что скрытая теплота, доступная на кг пара, уменьшается по мере увеличения давления пара. Если требуется точность расхода пара, это необходимо учитывать.

    Пример 13.2.1

    Изготовитель должен спроектировать теплообменник, в котором по спецификации требуется пар под давлением 4 бар изб. для нагрева вторичной воды с 10°C до 60°C. Расход воды должен быть постоянным при всех нагрузках на уровне 1,5 л/с. Предполагается, что 1 литр воды имеет массу 1 кг, поэтому массовый расход = 1,5 л/с x 1 кг/л = 1,5 кг/с.
    Производитель использует коэффициент теплопередачи «U» для теплообменника 2 500 Вт/м² °C. Примите удельную теплоемкость воды равной 4,19 кДж/кг °C.

    Определить:

    (A) расчетную тепловую нагрузку.
    (B) Соответствующий расход пара.
    (C) Минимальная необходимая площадь обогрева.
    Также, если минимальная тепловая нагрузка потребителя возникает при повышении температуры воды на входе до 30°C, определить:
    (D) Минимальную тепловую нагрузку.
    (E) Соответствующее давление пара в теплообменнике.
    (F) Соответствующий расход пара.

    Расчеты:

    (A) Найдите расчетную тепловую нагрузку, используя уравнение расхода теплопередачи (уравнение 2.6.5):

    температура при минимальной нагрузке.

    Расчетные цифры ΔT LM можно использовать для точного прогнозирования температуры пара при любых условиях нагрузки, но для этого необходимо использовать логарифмические расчеты. Однако, как только обменник 9Если размер 0307 фиксирован, а расчетные температуры известны, гораздо проще предсказать рабочие температуры, используя то, что можно назвать расчетной постоянной температуры теплообменника (TDC).
    Метод TDC не требует логарифмических вычислений. Обратите внимание: TDC нельзя использовать в тех случаях, когда вторичный расход изменяется или где управление достигается за счет изменения уровня конденсата в паровом пространстве.

    Примечание. При определении размера теплообменника производители теплообменников обычно используют ΔT LM метод. После определения размера, зная площадь нагрева и рабочие температуры при полной нагрузке, TDC можно использовать для точного прогнозирования всех рабочих температур, возникающих в результате изменений нагрузки, как показано в следующем тексте.

    Рабочие температуры также можно предсказать графически, используя так называемую «диаграмму сваливания». Этот метод обсуждается в модулях 13.5, 13.6 и 13. 7.

    Расчетная постоянная температуры (ВМТ)

    Для любого типа теплообменника с паровым нагревом, в котором вторичная жидкость течет с постоянной скоростью, ВМТ можно рассчитать на основе данных испытаний, указанных производителем для полной нагрузки. Если эти наборы данных недоступны, а теплообменник уже установлен в эксплуатации, TDC можно рассчитать, наблюдая за давлением пара (и определяя температуру пара по таблицам пара) и соответствующие температуры вторичного входа и выхода при любой нагрузке.
    TDC – отношение температур пара к температуре воды на входе и выходе; и показано в уравнении 13.2.2.

    Уравнение TDC можно транспонировать, чтобы найти любую переменную, если известны три другие переменные. Следующие уравнения выводятся из уравнения ВМТ (уравнение 13.2.2).
    Чтобы найти температуру пара при любой нагрузке, используйте уравнение 13.2.3:

    Чтобы найти температуру вторичной жидкости на входе при любой нагрузке, используйте уравнение 13. 2.4:

    Чтобы найти температуру жидкости на выходе вторичного контура при любой нагрузке, используйте уравнение 13.2.5:

    Для любого теплообменника с постоянным расходом вторичного контура рабочую температуру пара можно рассчитать для любой комбинации температуры на входе и температуре на выходе. .
    В примере 13.2.1 температура вторичного контура на выходе остается равной 60°C, а минимальная нагрузка возникает при температуре на входе 30°C. Какова температура пара при минимальной нагрузке?
    Температура на входе = 30°C
    Температура на выходе = 60°C

    (E) Найдите соответствующее давление пара и энтальпию пара теплообменника при минимальной нагрузке
    Из таблиц пара:
    Температура пара 115,2°C соответствует давлению пара 0,7 бар изб. .
    Удельная энтальпия испарения при 0,7 бар изб. (hfg) = 2 215 кДж/кг

    (F) Найдите расход пара при минимальной нагрузке:
    Из (D) минимальная тепловая нагрузка составляет 188,5 кВт.
    Из (E) hfg составляет 2 215 кДж/кг.

    Используя уравнение 2.8.1:

     

    Как рассчитать эффективность пластинчатого теплообменника?

    Пластинчатые теплообменники представляют собой эффективные устройства рекуперации тепла, используемые в различных коммерческих, промышленных и жилых помещениях. Извлекая ощутимую энергию из отработанного воздуха и используя ее для охлаждения или нагрева входящего воздуха, пластинчатый теплообменник может значительно снизить затраты на энергию в здании и воздействие на окружающую среду. Они построены по простому инженерному принципу. Слои алюминиевых или полимерных пластин располагаются в теплообменном сердечнике с зазорами между ними, что позволяет воздуху свободно проходить. Отработанный воздух тщательно направляется между некоторыми слоями. В то же время поступающий воздух направляется в другом направлении между другими слоями. В зависимости от климата отработанный воздух нагревает или охлаждает пластины. Затем эта ощутимая энергия передается поступающему воздуху. Современные пластинчатые теплообменники могут рекуперировать большую часть разумной энергии, поэтому их влияние значительно.

    Пластинчатые теплообменники

    обладают и другими значительными преимуществами. Поскольку в пластинчатом теплообменнике подача входящего и вытяжного воздуха разделена, отсутствует риск перекрестного загрязнения. Пластинчатые теплообменники Swiss Rotors, например, проходят испытания в соответствии со стандартом EN308, чтобы гарантировать отсутствие утечек. Они также имеют гигиенические сертификаты VDI 6022 и SWKI VA104-01. Поскольку мир борется с пандемией и все больше внимания уделяет обеспечению качественной и чистой вентиляции помещений, нельзя недооценивать влияние устранения перекрестного загрязнения.

    Пластинчатые теплообменники

    также способны к обратимой рекуперации энергии, что делает их хорошо подходящими для более теплого климата, где основное внимание уделяется охлаждению, а не нагреву поступающего воздуха. Они популярны в жарких регионах, таких как Ближний Восток, где спрос на решения HVAC постоянно высок. Наконец, пластинчатые теплообменники доступны в различных размерах. Это означает, что они подходят для разных зданий, разных ситуаций и разных отраслей.

    Почему пластинчатый теплообменник является наиболее эффективной установкой для рекуперации тепла?

    Чтобы понять, насколько эффективен пластинчатый теплообменник, мы должны сначала определить, как будет выглядеть «идеальное» решение.
    Почему? Потому что эффективность — это сравнение реальной производительности и идеальной производительности. Профессор Ахмад Факери определяет эффективность теплообменника как «отношение тепла, переданного в реальном теплообменнике, к теплу, которое было бы передано в идеальном теплообменнике». Идеальная производительность устанавливается с помощью моделирования и включает ограничения, налагаемые такими факторами, как второй закон термодинамики, который гласит, что все большее количество энергии тратится впустую каждый раз, когда она передается или преобразуется. Путем установления уровней, связанных с «идеальной» или «идеальной» эффективностью теплообменника, который передает максимальное количество тепла и создает минимальное количество энтропии, устанавливается эталон, по которому можно измерять существующие пластинчатые теплообменники.

    С учетом этих факторов, включенных в отраслевые расчеты, пластинчатые теплообменники неизменно считаются наиболее эффективными из всех теплообменников. Как правило, они могут достигать коэффициента полезного действия около 90%. Это выше, чем эффективность, обеспечиваемая котловыми, трубчатыми, спиральными или кожухотрубными теплообменниками. И именно эта эффективность делает пластинчатые теплообменники столь привлекательными для управляющих зданиями, стремящихся снизить свои затраты на электроэнергию и снизить воздействие на окружающую среду. Тем не менее, семейство пластинчатых теплообменников по-прежнему имеет ряд характеристик. Старые модели могут иметь более низкую эффективность, в то время как противоточные теплообменники — последняя версия пластинчатых теплообменников — выводят производительность на новый уровень. Эти модели следующего поколения сочетают в себе лучшие производственные практики с наиболее эффективным выбором материалов, упаковки и общих производственных затрат. Противоточные теплообменники удлиняют путь обмена энергией, сохраняя при этом минимально возможный перепад давления. В этом секрет их высокого уровня эффективности. Наряду с высоким уровнем рекуперации энергии и нулевым перекрестным загрязнением, противоточные теплообменники также имеют двойное соединение пластин (что обеспечивает герметичность), пластины уникальной формы (предназначенные для эффективного распределения воздуха) и сравнительно низкие закупочные цены. .

    Противоточные теплообменники Swiss Rotors изготавливаются из алюминиевых или композитных пластин. Размеры варьируются от 19,5 x 10,5 дюймов до 46,5 x 37,5 дюймов. Все модели протестированы в соответствии с EN308 и работают при температуре от -40°F до 158°F (алюминиевые пластины) и от -4°F до 122°F (композитные пластины).

    Расчет эффективности пластинчатых теплообменников

    Существуют две основные модели, помогающие рассчитать КПД пластинчатого теплообменника. Метод среднелогарифмической разности температур (LMTD) определяет скорость теплопередачи с помощью следующего расчета:

    Q = UA(FΔT лм )

    В этом уравнении U — общий коэффициент теплопередачи, A — общая площадь теплопередачи, ΔT lm — среднелогарифмическая разность температур, F — среднелогарифмическая температура поправочный коэффициент разницы. Подход LMTD чаще всего используется, когда установлены температуры на входе и выходе, но размер теплообменника еще не определен. В качестве альтернативы подходу LMTD метод тепловой эффективности определяет реальную теплопередачу, происходящую внутри теплообменника, по сравнению с максимально возможной теплопередачей. Он выражается в виде отношения.

    E = Q / Qmax  

    Этот подход наиболее распространен, когда руководители зданий или инженеры пытаются определить скорость теплопередачи и температуру жидкости на выходе и уже знают размер теплообменника и температуру на входе. Компания Swiss Rotors разработала бесплатный онлайн-инструмент, который поможет вам рассчитать эффективность вашего пластинчатого теплообменника. Просто введите данные о воздухе (объем, расход, температура, относительная влажность) вместе с типом теплообменника, расстоянием между пластинами и измерениями статического давления. Затем инструмент рассчитает уровни эффективности вашего обменника — совершенно бесплатно.

    Как выбрать наиболее эффективный пластинчатый теплообменник

    Выбор наиболее эффективного пластинчатого теплообменника зависит от вашего варианта использования и более широкой среды, в которой вы работаете.
    Однако нет никаких сомнений в том, что пластинчатый теплообменник является наиболее эффективным типом теплообменника, представленным в настоящее время на рынке, и противоточные теплообменники Swiss Rotors поднимают эту производительность на новый уровень. Наши противоточные теплообменники предлагают дополнительные опции для повышения производительности в соответствии с вашими требованиями. Например, выберите расстояние между ребрами 2 мм, чтобы обеспечить максимально возможную эффективность.
    Или выберите расстояние между ребрами 3 мм, чтобы гарантировать минимальную потерю давления. Больницы и лаборатории регулярно выбирают наши противоточные теплообменники просто из-за высокого уровня гигиены. Конструкция теплообменника гарантирует разделение воздушных потоков с помощью либо ультразвуковой сварки, либо двойных кромок и клея-расплава для предотвращения утечек и перекрестного загрязнения. Это подтверждено действующими сертификатами VDI 6022 и SWKI VA104-01. Кроме того, все наши теплообменники проверяются на герметичность в соответствии с EN308.

    Доступен полный диапазон размеров для всех стандартных отраслевых форматов, а вариант из алюминия или полимера обеспечивает универсальность, способную удовлетворить различные потребности. Полимерные противоточные теплообменники, например, обычно дешевле и проще в обращении в процессе производства, что снижает цену конечного продукта. Они также более устойчивы к коррозии и проще в установке из-за своего меньшего веса. Между тем алюминиевые противоточные теплообменники предлагают более широкий диапазон рабочих температур. Они могут работать при температуре от -40ºC до 70ºC, и для очистки и текущего обслуживания им требуется воздушный компрессор, а не мойка высокого давления.

    Предлагая реверсивную рекуперацию энергии, противоточные теплообменники подходят как для охлаждения, так и для обогрева зданий. Наш высокоавтоматизированный производственный процесс основан на гарантии швейцарской точности, конкурентоспособных цен и короткого двухнедельного срока поставки.

    Хотите узнать больше? Узнайте все подробности о наших противоточных теплообменниках или в технических характеристиках .

    Теория теплообменника и расчетное уравнение теплообменника

    Введение

    Расчетное уравнение теплообменника можно использовать для расчета необходимой площади поверхности теплопередачи для различных жидкостей, температур на входе и выходе, а также типов и конфигураций теплообменников, включая противоточные или параллельные потоки. Необходимо значение общего коэффициента теплопередачи для данного теплообменника, жидкостей и температур. Расчеты теплообменника могут быть выполнены для требуемой площади теплопередачи или скорости теплопередачи для теплообменника заданной площади.

    Теория теплообменника приводит к основному уравнению расчета теплообменника: Q = U A ΔTlm, где

    Q — скорость теплопередачи между двумя жидкостями в теплообменнике в бат/ч,

    U — общая теплопередача коэффициент в Btu/hr-ft2-oF,

    A – площадь поверхности теплопередачи в ft2,

    и ΔTlm – среднелогарифмическая разность температур в oF, рассчитанная по температурам на входе и выходе обеих жидкостей.

    При расчете теплообменников основное расчетное уравнение теплообменника можно использовать для расчета требуемой площади теплообменника при известных или расчетных значениях трех других параметров, Q, U и ΔTlm. Теперь мы кратко обсудим каждый из этих параметров.

    Средняя логарифмическая разница температур

    Движущей силой любого процесса теплопередачи является разница температур. Для теплообменников задействованы две жидкости, причем температуры обеих меняются при прохождении через теплообменник, поэтому необходим некоторый тип

    средней разности температур. Во многих учебниках по теплопередаче есть вывод, показывающий, что среднелогарифмическая разность температур является правильной средней температурой для использования в расчетах теплообменника. Эта логарифмическая средняя температура определяется с точки зрения разницы температур, как показано в уравнении справа. THin и THout — температуры на входе и выходе горячей жидкости, а TCin и TCout — температуры на входе и выходе холодной жидкости. Эти четыре температуры показаны на диаграмме слева для прямотрубного двухходового кожухотрубного теплообменника с холодной жидкостью в качестве межтрубной жидкости и горячей жидкостью в качестве межтрубной жидкости.

    Скорость теплопередачи, Q

    Для расчетов теплообменника с расчетным уравнением теплообменника требуется значение скорости теплопередачи Q, которое можно рассчитать на основе известного расхода одной из жидкостей, ее теплоемкости и требуемое изменение температуры. Используемое уравнение:

    Q = мН CpH (THin — THout) = mC CpC (TCout — TCin), где

    mH = массовый расход горячей жидкости, порции/час,

    CpH = теплоемкость горячей жидкости, БТЕ/слаг-oF

    мКл = массовый расход холодной жидкости, порций/час,

    CpC = теплоемкость холодной жидкости, БТЕ/поршень-oF,

    и температуры определены в предыдущем разделе.

    Требуемая скорость теплопередачи может быть определена по известному расходу, теплоемкости и изменению температуры горячей или холодной жидкости. Затем можно рассчитать либо расход другой жидкости при заданном изменении температуры, либо температуру на выходе при известных расходе и температуре на входе.

    Общий коэффициент теплопередачи, U

    Общий коэффициент теплопередачи, U, зависит от проводимости через стенку теплопередачи, разделяющую две жидкости, и

    коэффициентов конвекции по обеим сторонам стенки теплопередачи. Например, для кожухотрубного теплообменника будет существовать коэффициент внутренней конвекции для жидкости со стороны труб и коэффициент внешней конвекции для жидкости со стороны кожуха. Коэффициент теплопередачи для данного теплообменника часто определяется эмпирически путем измерения всех других параметров в основном уравнении теплообменника и расчета U. Типичные диапазоны значений U для различных комбинаций теплообменник/жидкость доступны в учебниках, руководствах и на веб-сайтах. сайты. Выборка приведена в таблице справа для кожухотрубных теплообменников:

    Резюме

    Предварительный расчет теплообменника для оценки требуемой площади поверхности теплообменника может быть выполнен с использованием базового уравнения теплообменника Q = U A ΔTlm, если значения Q, U и ΔTlm известны или могут быть оценены. Теория теплообменников говорит нам, что ΔTlm – это правильная средняя разность температур.

    Пример расчета предварительной конструкции теплообменника см. в статье «Пример предварительной конструкции теплообменника».

    Шаблоны электронных таблиц Excel, которые можно загрузить для выполнения предварительных расчетов конструкции теплообменника, см. в статье: «Шаблоны электронных таблиц Excel для предварительного проектирования теплообменника».

    Ссылки и кредит изображения

    Ссылки для получения дополнительной информации:

    1. Бенгтсон, Х., Основы теплообменников, онлайновый курс повышения квалификации для кредита PDH

    2. Какак, С. и Лю, Х. ., Теплообменники: выбор, рейтинг и тепловой расчет , CRC Press, 2002.

    3. Куппан, Т., Справочник по проектированию теплообменников , CRC Press, 2000.

    Изображение предоставлено:

    Прямая труба, двухходовой кожухотрубный теплообменник: https://www.e-steamboilers. com/en/shell_tube_heat_ex.asp

    Этот пост является частью серии: Проект теплообменника

    Проект теплообменника включает оценку площади теплообмена, необходимой для известной или расчетной скорости теплопередачи, общего коэффициента теплопередачи и логарифмической средней разницы температур. Также необходимо определить диаметр и длину трубы или трубы, а также перепад давления.

    1. Основы теории и конструкции теплообменника
    2. Пример предварительной конструкции теплообменника
    3. Предварительное проектирование теплообменника – расчеты
    4. Формулы Excel для расчета падения давления в конструкции кожухотрубного теплообменника
    5. Расчеты для оценки общего коэффициента теплопередачи

    Выбор теплообменника

    Выбор охлаждающей жидкости

    Для выбора правильный теплообменник или масляный радиатор, вы должны сначала определить требуемые тепловые характеристики для вашего приложения. Используйте пример, показанный ниже:

    Шаг 1: Данные приложения

    Тип жидкости: Вода
    Требуемая тепловая нагрузка (Q): 3 300 Вт (11 263 БТЕ/ч)
    Темп. поступающей жидкости (Tжидкость на входе): 80°C (176°F)
    Темп. входящего воздуха (Tair in): 21°C (70°F)
    Скорость потока жидкости: 2 гал/мин (7,6 л/мин)

    Шаг 2. Выберите серию теплообменника

    Выберите теплообменник из алюминия, меди или нержавеющей стали обменник на основе совместимости жидкости. Алюминиевые трубки обычно используются с легкими маслами или растворами этиленгликоля и воды. Медь обычно используется с водой. Нержавеющая сталь используется с деионизированной водой или агрессивными жидкостями.

    Шаг 3: Расчет начальной разности температур

    Вычтите температуру поступающего воздуха из температуры поступающей жидкости, когда она поступает в теплообменник.

    ITD = Tжидкость на входе — Tair на входе = 80°C — 21°C = 59°C или (176°F — 70°F = 106°F)

    Шаг 4: Расчет требуемой производительности (Q/ITD)

    Разделите требуемую тепловую нагрузку (Q) на ITD, найденный выше в шаге 3.

    Шаг 5: Выберите подходящую модель теплообменника

    См. графики тепловых характеристик выбранных теплообменников (см. графики производительности для медных теплообменников — серии 6000 и теплообменников OEM, теплообменников из нержавеющей стали — серии Aspen и серии 4000 и алюминиевых теплообменников — серии ES). Подойдет любой теплообменник, мощность которого превышает 56 Вт/°C при 7,5 л/мин (2 гал/мин) (с использованием стандартного вентилятора). Как показано на следующем графике, теплообменник 6210 соответствует требуемой производительности, достигая 56 Вт/°C на пересечении линии вентиляторов Marin с частотой 60 Гц.

    Шаг 6: Определение перепада давления жидкости

    Из приведенных данных мы знаем, что наш насос должен подавать воду со скоростью 2 галлона в минуту (7,5 л/мин). Используя диаграмму падения давления на стороне жидкости для кривой 6210, точка, где вертикальная линия в точке 2 гал/мин (7,5 л/мин) на оси X пересекается с кривой 6210, показывает, что падение давления жидкости на 6210 составляет 8 фунтов на кв. дюйм (0,55 л/мин). бары). Выбранный насос должен преодолеть этот перепад давления, чтобы обеспечить расход 2 галлона в минуту (7,5 л/мин).

    Шаг 7. Определение падения давления воздуха

    Вертикальная линия на диаграмме тепловых характеристик указывает расход воздуха (190 кубических футов в минуту для вентилятора Marin), обеспечиваемый нашими стандартными вентиляторами при частоте 60 Гц. Точка пересечения этого расхода воздуха и графика падения давления со стороны воздуха 6210 показывает, что падение давления со стороны воздуха через 6210 составляет 0,24 дюйма водяного столба (55 паскалей).

    Характеристики охлаждающего воздуха

    При охлаждении шкафов воздух горячее жидкости. В этом случае ITD представляет собой разницу между горячим воздухом, поступающим в теплообменник, и холодной жидкостью, поступающей в теплообменник. Возможно, вам потребуется рассчитать повышение температуры, используя тепловую нагрузку и температуру холодного воздуха, поступающего в шкаф.

    Пример: приложение для охлаждения шкафа

    Вы охлаждаете шкаф, содержащий электронные компоненты, которые выделяют 2400 Вт тепла. Температура воздуха в шкафу не должна превышать 55°C. Какой теплообменник выбрать и какова температура холодного воздуха, поступающего в шкаф электроники?

    Шаг 1: Данные по применению

    Тип жидкости: Вода
    Требуемая тепловая нагрузка (Q): 2400 Вт (8189 БТЕ/ч)
    Темп. поступающей жидкости (Tжидкость на входе): 20°C (68°F)
    Максимальная температура воздуха в шкафу (Tair на входе): 55°C (131°F) — это температура горячего воздуха, поступающего в теплообменник
    Скорость потока жидкости: 2 галлона в минуту (7,6 л/мин)

    Этап 2: Расчет начальной разности температур

    Вычтите температуру поступающей жидкости из температуры поступающего воздуха, когда он поступает в теплообменник.

    ITD = Tвход — Tвход = 55°C – 20°C = 35°C (или 131°F – 68°F = 63°F)

    Шаг 3: Рассчитайте требуемую производительность (Q/ITD)

    Разделите требуемую тепловую нагрузку (Q) на ITD, найденный выше в шаге 2.

    Шаг 4: Выберите подходящую модель теплообменника

    См. графики тепловых характеристик выбранных теплообменников (см. графики производительности для медных теплообменников — серии 6000 и теплообменников OEM, теплообменников из нержавеющей стали — серии Aspen и серии 4000 и алюминиевых теплообменников — серии ES). Подойдет любой теплообменник, мощность которого превышает 68,6 Вт/°C при расходе 2 гал/мин (7,6 л/мин) (с использованием стандартного вентилятора). При использовании воды в качестве хладагента рекомендуется медный теплообменник. Как показано на следующем графике, 6310 превосходит требуемую производительность, предлагая соотношение Q/ITD прибл. 76 Вт/°C при использовании нашего вентилятора Ostro.

    Падение давления жидкости и воздуха можно определить так же, как и в предыдущем примере.

    Шаг 5: Расчет температуры холодного воздуха, поступающего в шкаф

    Теперь, чтобы рассчитать температуру холодного воздуха, поступающего в шкаф, используйте график изменения температуры воздуха. При тепловой нагрузке 2400 Вт и скорости потока 250 CFM (скорость потока стандартного вентилятора Ostro, рекомендуемого для использования с 6310) мы видим, что изменение температуры составляет 17°C. Это означает, что холодный воздух, поступающий в шкаф, будет иметь температуру: 55°C – 17°C = 38°C

    Обратите внимание: эти графики предлагают простой графический способ оценки изменения температуры жидкости, если вы знаете свою тепловую нагрузку и расход, без необходимости выполнять расчеты. Графики для воды, воздуха, этиленгликоля/воды 50/50 и масла позволяют рассчитать изменение температуры воздуха и жидкости для всех типов теплообменников.

    Шаг 6: Расчет температуры воды на выходе

    Чтобы определить температуру воды на выходе, мы используем диаграмму «Расход воды», чтобы определить, что изменение температуры составляет примерно 5°C. Следовательно, температура воды на выходе 20°С + 5°С = 25°С.

    Альтернативное уравнение расчета

    Общее уравнение теплопередачи можно использовать для расчета тепловой нагрузки и изменения температуры жидкости с учетом расхода жидкости и удельной теплоемкости.

    ṁ можно рассчитать для воды и воздуха с помощью следующих уравнений:

    Графики изменения температуры, приведенные в нашем справочном руководстве по тепловым технологиям в технической библиотеке, отображают приведенное выше уравнение для обычных теплоносителей (воздух, вода, масло и 50 % смеси ЭГВ), обеспечивающий простой способ поиска ΔT, если вы знаете свою тепловую нагрузку и скорость потока жидкости.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.