Солнечная электростанция 30кВт - бизнес под ключ за 27000$

15.08.2018 Солнце в сеть




Производство оборудования и технологии
Рубрики

Расчет трубчатых теплообменников на программируемых микрокалькуляторах

Подпись:Подпись: © В. В. Рохин, 1989.

В проектных и эксплуатационных ор­ганизациях расчеты поверхности нагре­ва и выбор оптимального варианта за­частую проводятся без использования дорогостоящей вычислительной техники. Однако существуют соответствующие программы для ЭВМ.

Предлагаемая программа расчета по­верхности нагрева позволяет повысить скорость расчета примерно в 10 раз н уменьшить вероятность ошибок при вы­числениях. Программа (табл. 1) пред­назначена для микрокалькуляторов «Электроника МК-61> и «Электроника МК-52>. На этих моделях обеспечивает­ся наиболее точное решение задачи. Для моделец БЗ-34, МК-54, МК-56 преду­смотрен упрощенный вариант програм­мы.

Программа применяется для случая, когда известны оба расхода и все четы­ре температуры на входе и выходе из теплообменника.

Поверхность теплообмена F рассчи­тывается по формуле

F = Q/kM ср,

где Q —расчетная производительность водонагревателя, Вт; А/Съ>— среднелога­рифмический температурный напор, °С; k — коэффициент теплопередачи, Вт/ (м2-°С).

Среднелогарифмический температур­ный напор

-(**-*!>

А — г * *

где ti — начальная температура грею­щей воды, °С; tz — конечная температу­ра греющей воды, °С; tx —начальная температура нагреваемой воды, °С; 12 — конечная температура нагреваемой во­ды, °С.

Расчетная производительность водо­нагревателя

Q = 1,163Gc А /,

где G — расход воды, т/ч; с —удельная

теплоемкость, ккал/кг; A t — соответст­вующая расходу разность начальной и конечной температур, °С; 1,163 — пере­водной коэффициент в систему СИ.

Коэффициент теплопередачи

_____________ ё___________ .

-L _|_ — fen _|_ _|_ -L

а1 ^нак а2

где Р — коэффициент, учитывающий не­однородность пучка трубок, равный 0,95 [1]; осі, а2 — коэффициенты теплоотда­чи от греющей воды к стенке трубки и от стенки трубки к нагреваемой воде, Вт/(м-°’С); бнак, бет — толщина соот­ветственно накипи и стенки трубки, м; ?-пак, ^ст—коэффициенты ТЄПЛОПрОВОД — ности соответственно накипи и стенки трубки, Вт/(м2-°С).

Для латунной трубки с толщиной стен­ки 1 мм [1]

6ОТДИ = 9,58.10—6 м2-* С/Вт;

^нак = 2,3 Вт/(м-*С),

толщина накипи принимается по дан­ным эксплуатации, а при отсутствии та­ких данных допускается 0,0005 м [1].

Коэффициент теплоотдачи от грею­щей воды к стенке трубки или к нагре­ваемой воде при турбулентном движе­нии [1]

а = 1,163 (1210+ 18 /вр —

где ^Ср —средняя температура воды, °С; w — скорость воды в межтрубном про­странстве или трубках, м/с; d — внут­ренний диаметр трубки dB или эквива­лентный диаметр межтрубного прост­ранства db.

Скорость воды в трубном или меж­трубном пространстве

w = G/3,6p /

где f — площадь сечения трубного или межтрубного пространства, м2; р — плотность воды в трубном или межтруб­ном пространстве при средней темпера­туре, кг/м3.

В соответствии с табличными данны­ми [2] с достаточной для данного слу-

Подпись:Подпись: Таблица 5 Исходные данные Время счета, с Рассчитываемые величины Р1 Р2 РЗ Р4 Р9 РВ рд РО Обоз наче ние Результаты на индикаторе °С °С °С °С м2 т/ч м м2- °С/ Вт 50,2 29,3 2 40 0,02325 70 0,014 0,0004 31 (27) шн 0,83313755 (0,83632019) 6 (6) 1/а 2,6966805-10-4 (2,6884674-10-4) 0,04464 127,27 0,0209 22 (18) шгр 0,79757984 (0,7919529) 9 (9) F 173,32505 (173,44244) чая точностью в интервале температур 25—115°С можно определять плотность воды по формуле

О = 1016 — 0,581,

Скорость воды в трубках должна быть не менее 0,5 и не более 1,2 м/с для водоподогревателей систем отопления и нс более 1 м/с для водоподогревателей горячего водоснабжения [1].

Вычисления производятся в следую­щем порядке:

1. Вводятся константы (табл. 2). При

Таблица 2

Константа

Регистр

Константа

Регистр

3,6

Р5

1016,58

РЕ

0,95

Р6

—0,038

Р7

^ст, ^нак

1,163

Р8

0 1 0

Р

лст лнак

работе по программе константы сохра­няются в памяти, поэтому при расчете последующих вариантов повторный ввод констант не потребуется.

2. Расчет начинается с трубного про­странства, поэтому вводятся значения GH, dB, /Тр, соответствующие трубному пространству, а также значения темпе­ратур (табл. 3). Программа запускает­ся с нажатия клавиш В/О и С/П.

Таблица 3

Перемен­

ная

Регистр

Перемен­

ная

Регистр

11

PI

Ї

P9

t 2

P2

h

P3

d

РД

G

PB

tc2

P4

3. На индикаторе появляется значе­ние скорости воды шн, м/с, в трубном пространстве. Эта величина будет ис­пользована в гидравлическом расчете. Если полученная величина скорости не устраивает проектировщика, то расчет данного варианта прекращают; нажав клавишу В/О, возвращаются к началу

программы и, изменив количество пото­ков или типоразмер теплообменника, повторяют расчет, начиная с п. 2. Если получилось приемлемое значение скоро­сти, то расчет продолжают, нажав кла­вишу С/П.

4. На индикаторе появляется величина 1 /ос, следовательно, расчет трубного пространства закончен. Следует перехо­дить к расчету межтрубного простран­ства. Вводятся переменные согласно табл. 3: Grp, /м. тр, dB. Счет продолжа­ется нажатием клавиши С/П.

5. На индикаторе появляется значе­ние скорости воды догр в межтрубном пространстве. Выписываем его и нажи­маем клавишу С/П.

6. На индикаторе — искомое значе­ние поверхности нагрева F, м2. Расчет окончен.

В связи с тем, что у моделей БЗ-34, МК-54, МК-56 возможности ниже, ос­новная программа для расчета на них не может быть использована. Поэтому из нее необходимо изъять команды по адресам 32 и 61—68. Окончание упро­щенной программы приведено в табл. 4.

Упрощенный вариант программы не учитывает поправку на изменение плот­ности воды в зависимости от темпера­туры. При всех температурах она при­нимается равной 1000 кг/м3. Это приво­дит к занижению скоростей воды и, как следствие, завышению расчетной поверх­ности нагрева тем большему, чем выше температура и скорость воды. Однако при низких температурах эта ошибка невелика и вполне допустима при ин­женерных расчетах (табл. 5).

При работе с упрощенным вариантом программы не используется регистр РЕ, а в регистре Р5 будет храниться кон­станта 3600 вместо 3,6 (см. табл. 2). В остальном правила работы с обоими вариантами программы идентичны.

Значения переменных и результаты проверочного расчета приведены в табл. 5. В скобках указаны значения для уп­рощенного варианта.

Выводы

1. Расчеты водоводяных теплообменников целесообразно производить на програм­мируемых микрокалькуляторах. Наи­больший эффект достигается на МК-52, имеющего устройство для длительного хранения программ в памяти.

2. При расчетах водонагревателей горя­чего водоснабжения можно пользовать­ся упрощенным вариантом программы. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Руководство по проектированию тепловых пунктов. — М.: Стройиздат, 1983.

2. Справочник по теплообменникам. Т. 2: Пер. с англ, под ред. О. Г. Мартыненко и др. — М.: Энергоатомиздат, 1987.

Расширение сырьевой базы за счет ис­пользования отходов промышленности в производстве строительных материалов//

Строительные материалы. 1989. № 9. С. 2, 3.

Реконструкция канализационных труб// Гражданское строительство 1989. № 4. С. 28.

Очистка мест захоронения токсичных отходов на территории племени Нава­хо /І Гражданское строительство. 1989. № 4. С. 26.

инженера Г. Д. Саченко (ПО «Автоваз НТЦ») по пунктам СНиП 2.04.05—86. Отвечает главный специалист Пром- стройпроекта канд. техн. наук Б. В. Бар­калов.

2.3, 4.5, 4.8, 4.9. Как определяется плот­ность лучистого теплового потока на рабочем месте и в кабинете мостового крана? Как влияет оптическая характе­ристика цеха на этот поток?

Плотность лучистого теплового потока можно приблизительно определить по материалам, изложенным профессором В. Н. Богословским в его книге «Тепло­вой режим зданий» (М.: Стройиздат, 1979) в главе «Лучистый теплообмен». При расчете лучистого теплообмена во­здух помещений «обычно считают луче- прозрачной средой» (В. Н. Богословский), что конечно справедливо только для от­носительно чистых помещений.

2.1, 2.8, 2.14, 4.1, 4.2. Неясно, как опреде­ляется выбор допустимых или оптималь­ных параметров воздуха рабочей зоны. Почему расчетные температуры прини­маются предельными из нормативных? Ведь система отопления даже с местным автоматическим регулированием не смо­жет держать температуру без колеба­ний, без нарушений норм.

Проектирование вентиляции, как пра­вило, ведется для допустимых парамет­ров в обслуживаемой и рабочей зоне. Оптимальные параметры согласно п. 2.8 СНиП 2.04.05—86 принимаются при кон­диционировании воздуха, но согласно из­ложенного в четвертом абзаце того же пункта могут применяться и при венти­ляции, если это экономически обосно­ванно.

Последнее на практике встречается редко.

Как системы отопления, так и вентиля­ции следует рассчитывать с учетом допу­стимых отклонений температур воздуха от расчетной величины. Допустимые от­клонения для производственных зданий приводятся в ГОСТ 12.1.005—88. Разра­ботчики СНиП настаивали на введение допустимых отклонений в этот документ, но представители Госстроя СССР от­клонили эти предложения и настояли на введение в СНиП только одной вели­чины — максимальной для расчетов вентиляции и минимальных для отопле­ния, мотивируя это требованиями эко­номии.

Допустимые отклонения приняты толь­ко для системы кондиционирования воз­духа в п. 8.20 СНиП.

3.1. Как считать тепловыделения и учи­тывать их неравномерность по времени для отопления и для вентиляции? В формуле прим. И тепловыделения не учтены.

Согласно п. 3.1 СНиП при расчетах отопления должен учитываться тепловой поток, регулярно поступающий в поме­

щение. Способ учета дан только для жилых зданий 21 Вт/м2 пола жилых по­мещений. Разработчики СНиП считают эту величину преувеличенной, о чем не­однократно докладывали инженерной общественности и публиковали в журнале «Водоснабжение и санитарная техника». Для производственных помещений раз­меры теплового погона надлежит опре­делять расчетом.

4.14. Где взять величину нижнего кон­центрационного предела распростране­ния пламени при температуре удаляе­мой смеси?

Величина нижнего концентрационного предела распространения пламени долж­на определяться на основании результа­тов испытаний или расчетов по стандарт­ным методикам. Допускается определять ее по справочным данным, опубликован­ным головными научно-исследователь­скими организациями в области пожарной безопасности или выданными Государ­ственной службой стандартных справоч­ных материалов. Конкретные данные по этому вопросу приведены в проекте СНиП 2.01.11 «Противовзрывные нормы проектирования зданий и сооружений», разработанные МИСИ им. В. В. Куйбы­шева.

4.16, 3.4. Помещения категории А и Б оборудуются воздушным отоплением, совмещенным с притоком. Как осущест­влять дежурное отопление, если более

50% отопительного периода — нерабо­чее время? Притоком без циркуляции — очень дорого.

В помещениях категорий А и Б со­гласно п. 3.46 СНиП допускается при­менять водяное отопление и, следова­тельно, может быть запроектирована си­стема дежурного водяного отопления.

4.19. При выходе из строя одного из двух кондиционеров не менее 50% воздухообмена будет обеспечено, но не­ясно, как одним кондиционером поддер­живать заданную температуру в холод­ный период года, особенно, если доля отопления в общей нагрузке велика.

Для обеспечения требований п 4.19 СНиП рекомендуется проектировать 2 кондиционера производительностью по 50% требуемой, соединенные на стороне нагнетания общим воздуховодом и с ус­тановками вторых воздухонагревателей после вентиляторов, за соединительным воздуховодом. Вторые воздухонагрева­тели должны быть рассчитаны на обес­печение данных температур в помещении при работе одного вентилятора. Такая система может обеспечить выполнение всех требований п. 4.19.

4.37. Как определяется повышение тем­пературы наружного воздуха?

Температуру наружного воздуха вблизи производственных зданий с большими избытками теплоты можно определить только произведя замеры вблизи анало­гично нагруженных зданий.

4.72, 4.77. Где получить номенклатуру дымовых клапанов с пределом огне­стойкости 0,5 ч?

Дымовые клапаны производятся Одес­ским экспериментальным ремонтно-ме­ханическим заводом. Адрес: Одесса,

270071, Премышленная ул., д. 31. Теле­фоны: 32-68-74 и 32-65-26.

4.74. Не логичнее ли определять сначала площадь дымовых клапанов для одной зоны, затем тип и число клапанов, а уж потом число зон в помещении, исполь­зуя соотношения этого пункта?

Расчеты дымоудаления при пожаре бо­лее логично и более просто изложены в пособии по проектированию «Удаление дыма из зданий и помещений». Пособие можно приобрести в Промстройпроекте. Справки по телефону 242-21-66 у тов. Б. С. Федосеева.

4.82. Каковы коэффициенты расхода (или К. М. С.) для приточного воздуха

лифтовых шахт, лестничных клеток и тамбур-шлюзов при разных схемах подачи воздуха?

Подобные расчеты приточной противо — дымной вентиляции приведены в Пособии, о котором сказано в предыдущем пункте. Коэффициенты расхода лифтовых шахт и лестничных клеток в этих расчетах не фигурируют.

4.90. Существующая методика расчета калориферов не учитывает характер взаимного движения сред. Разница, на­пример, прямотока и противотока до­стигает 15%. Целесообразно регламен­тировать схемы движения сред для при­тока, ВТЗ, утилизации тепла, отопитель­ных агрегатов, дать формулы расчета при разных схемах и установить раз­ные коэффициенты запаса.

Считаю, что расчеты калориферов должны производиться по данным заво — дов-изготовителей; в частности, они раз­работаны во ВНИИкондиционере.

4.134. Чем конструктивно определяется класс воздуховодов «Я» или «Я»?

Класс воздуховодов определяется ве­личиной нормируемых утечек воздуха че­рез неплотности. По данным Проект — промвентиляции воздуховоды класса «П» должны изготавливаться с применением герметиков во всех фальцевых швах или с помощью сварки сплошным плотным сварным швом. Последнее обязательно для огнестойких стальных воздуховодов.

В Москве с 19 по 26 октября с. г. в па­вильоне № 4а Выставочного комплекса «Сокольники» Всесоюзное объединение «Экспоцентр» Т оргово-промышленной

палаты СССР, Министерство водохозяй­ственного строительства СССР и Ас­социация внешнеэкономического сотруд­ничества «Мелиосервис» провели 3-ю международную выставку «Машины, оборудование, приборы и материалы для мелиорации и водного хозяйства — «МЕЛИОРАЦИЯ-89».

Подпись: 22© Б. В. Баркалов, 1989


Оставить комментарий