Výpočet tepelných strát z potrubia

Tu môžete vypočítať skutočné tepelné straty potrubím, berúc do úvahy skutočnú teplotu chladiacej kvapaliny a vzduchu obklopujúceho potrubie, hrúbku a vlastnosti tepelnej izolácie a ak nie je k dispozícii, určite tepelné straty otvoreným potrubím.

Tento program vám umožňuje presnejšie vypočítať skutočné tepelné straty z potrubia, pretože je založený na algoritme prechodu tepla cez valcovú stenu.

Spôsob výpočtu tepelných strát z potrubia

Strata tepla z úseku potrubia za hodinu, W:

  • b - koeficient zohľadňujúci tepelné straty cez podpery, spojenia a výstuže podľa SNiP2.04.014 a rovnaké pre oceľové potrubia s DN = 150 b = 1,15 a pre nekovové rúry b = 1,7. Poznámka. Výpočet sa vykoná bez zohľadnenia koeficientu b, ak nie je uvedený v tabuľke.
  • l je dĺžka úseku m;
  • q - tepelné straty z jedného metra potrubia za hodinu, W / m.

q = k · 3,14 · (tv - tc)

  • tv - teplota vody v potrubí, ° C;
  • ts - teplota okolia potrubia, ° C;
  • k - koeficient lineárneho prenosu tepla, W / m ° C;

k = 1 / ((1 / 2λt) · ln (dнт / dt) + (1 / 2λi) · ln (dni / dvi) + 1 /

  • λt je koeficient tepelnej vodivosti rúrkového materiálu W / m2 ° C;
  • λi je koeficient tepelnej vodivosti tepelnej izolácie W / m² ° C;
  • dwt, dnt - vnútorný a vonkajší priemer potrubia, respektíve m;
  • dvi, dni sú vnútorné a vonkajšie priemery izolácie, respektíve m;
  • αn je koeficient prestupu tepla na vonkajšom povrchu tepelnej izolácie, W / m² ° C, prijatý v súlade s prílohou 9 SNiP 2.04.14 "Tepelná izolácia zariadení a potrubí";

Vzorový výpočet tepelných strát

Viac o tepelných rúrach

na stránkach stránok

www.electrosad.ru

Tepelné rúry - špičkové zariadenia pri fázovom prechode chladiacej kvapaliny - sa stali bežným prvkom chladiacich a chladiacich systémov. Na prvý pohľad však identické chladiče majú odlišnú účinnosť. Čo sa stalo, pokúsim sa tu povedať.
Výpočet teplovodných potrubí je pomerne komplikovaný a vyžaduje znalosť mnohých špecifických fyzikálnych parametrov pre materiály použité pri stavbe. Metodiku výpočtu si môžete prečítať čítaním kníh uvedených na konci a domáci ľudia sa môžu pokúsiť použiť ich na experimenty.

Nebudem tu zvážiť návrh chladičov s teplovodnými potrubiami, urobil som to v iných článkoch. Tu zohľadňujeme len účinnosť tepelných rúrok a ich závislosť na podmienkach ich použitia, na ich dizajne a jednoducho na kvalite spracovania.

Ako som už povedal, tepelné rúry sú vysoko technologické zariadenia pri fázovom prechode chladiacej kvapaliny. Preto, rovnako ako všetky zariadenia s vysokou technológiou, vyžadujú presnú a dobre zavedenú technológiu, ktorej odchýlky môžu výrazne znížiť účinnosť tepelnej rúry.

Ich účinnosť, rovnako ako každý iný systém odvodu tepla, je tiež výrazne ovplyvnená podmienkami používania tepelných rúrok.

Zvážte vplyv vonkajších faktorov na účinnosť práce, napríklad tepelné potrubie s použitím fázového prechodu vody za zníženého tlaku.

Tepelné potrubie a vplyv vonkajších faktorov na jeho účinnosť

Rovnako ako u systémov na odvod tepla založených na vplyve tepelnej vodivosti alebo čerpania chladiacich kvapalín, tak tepelné rúry pre ich účinnosť sú určené tepelným tokom P prechádzajúcim zariadením. Ktorý zase závisí od teplotného rozdielu medzi zdrojom tepla a vonkajším prostredím:

P = kt t = k (t východ - T ext )

Tu k je koeficient určujúci podmienky výmeny tepla pre danú štruktúru.

Pokiaľ ide o tepelné rúry, vyzerá to takto:

Tepelné potrubie (obrázok 1) je uzatvorený objem, v ktorom je chladiaca kvapalina v stave prechodu kvapalinou a parou, závislosť t balíky = f (p), ktorý je znázornený na obr. 2.

V počiatočnom stave je chladiaca kvapalina v stave rovnováhy kvapalnej a parnej fázy v bode A krivky.

Keď je teplo dodávané do vykurovacej oblasti, teplo v tepelnom potrubí sa varí a podmienky vyváženia sú splnené pre bod B (pre slabý prenos tepla) alebo pre bod B (pre dobrý prenos tepla) v chladenej oblasti.

Inými slovami, ak neposkytuje účinné odvádzanie tepla v oblasti prenosu tepla, tepelné potrubie nebude účinne odstraňovať teplo.

Preto ak hovoríme o tepelnej rúrke, potom jej účinnosť priamo závisí od účinnosti odvodu tepla v chladenej oblasti.

Režim bez odvodu tepla zo studeného konca tepelnej rúry

Ako som uviedol vyššie, ak nezaisťujete odvádzanie tepla z chladenej oblasti, teplo sa ohrieva na celom povrchu a jeho tepelná odolnosť má tendenciu nekonečna.

A ona jednoducho nemôže plniť svoju funkciu.

Navyše podmienky fázovej rovnováhy kvapalných pár sa udržujú pri vyšších tlakoch a teplotách. V takomto prípade sa prevádzkový bod teplovodného potrubia presunie za bod B, kým sa bod varu chladiacej kvapaliny nezastaví.

Objem tekutiny (chladiacej kvapaliny) v tepelnej rúrke a výfukový výkon

Objem chladiacej kvapaliny v tepelnom potrubí určuje jeho schopnosť pracovať s veľkými tepelnými tokmi. Preto by mala byť jej výška čo najväčšia.

Prietok tepla v tepelnom potrubí je však určený nielen množstvom chladiacej kvapaliny, ale aj frekvenciou jej cirkulácie a tým aj mnohými ďalšími parametrami - vrátane účinnosti odvodu tepla z jeho horúceho konca.

Je veľmi dôležité, aby nedošlo k preplneniu alebo preplneniu tepelnej rúry chladiacou kvapalinou.

Nadmerný prenos tepla môže mať za následok zablokovanie povrchu kondenzátora.

Na základe toho sa množstvo chladiacej kvapaliny môže vypočítať podľa vzorca:

proti - prierez parného kanála, L T -plná dĺžka rúr, ρ proti - hustota pary pri prevádzkovej teplote potrubia, w - prierezová plocha prierezu, pórovitosť ε-wick, ρ l - hustota tekutiny pri pracovnej teplote potrubia.

Z toho vyplýva, že na zvýšenie objemu (hmotnosti) aktívneho telesa v tepelnom potrubí je potrebné zvýšiť jeho priemer. To všetko vedie k zvýšeniu maximálneho výkonu cez tepelné potrubie a znižuje jeho tepelný odpor.

V najnovších modeloch chladičov s tepelným čerpadlom na zvýšenie objemu chladiacej kvapaliny sa používa "odparovacia komora" umiestnená v spodnej časti výmenníka tepla a s objemom presahujúcim objem tepelných rúr. To vám umožní zvýšiť výkon chladiča.

Charakteristiky niektorých možných chladiacich prvkov pre tepelné rúry sú uvedené v tabuľke 1.

* - potrebné na vytvorenie toku tepla 1 KW * s,

Chladiace kvapaliny sú usporiadané v poradí klesajúcej teploty varu.

Posledný stĺpec zobrazuje hmotnostný prietok chladiacej kvapaliny na odvod tepla 1 KJ (1 KW * s) v oblasti ohrevu tepelnej rúry. Táto hodnota charakterizuje iba hmotnostnú účinnosť látky. Táto hodnota sa líši o viac ako 10 krát a ukazuje, že výber 1 KJ energie vyžaduje odparenie hmotnosti 0,44 g vody alebo 5 g FREON 11.

Všetky tepelné nosiče môžu byť pre REA alebo PC spustené v požadovanom teplotnom rozmedzí od 27 do 35 ° C znížením ich pracovného tlaku (ako je voda) a zvýšením ich množstva pri odparovaní teplovodíkov pri nízkych teplotách. Zvyšovaním tlaku môžete posunúť kritický bod chladiacej kvapaliny na akúkoľvek teplotu, ktorú potrebujeme.

Samozrejme, že prevádzka takéhoto tepelného potrubia (napríklad Freon 12) pri teplote v kritickom bode - 20 ° C vyžaduje tlak väčší ako 40 kg / cm2. To si vyžaduje prístup k svojmu dizajnu, takmer ako tlaková nádoba.

Pre nadšencov - domáce

Technológia výroby tepelných rúr a potrebných zariadení je podrobne popísaná v [L.1] a [L.2]. Tu budem hovoriť pár slov, aby ste ich mohli vedome prečítať. Ale musíte byť pripravení zaoberať sa dosť zložitou fyzikou procesov a matematiky, ktorá ich opisuje.

Ale každý, kto má záujem, je schopný pochopiť, čo bolo urobené pred nimi, tým istými ľuďmi, ktorí to predtým zistili. Navyše podrobne opísali všetko.

Pri výrobe teplovodných rúrok sa veľká pozornosť venuje čistote použitých materiálov:

  1. nosič tepla,
  2. škrupina
  3. kapilárne formujúce štruktúry.

Pod čistiacim prostriedkom sa rozumie odmasťovanie povrchov, odplynenie a odstraňovanie nečistôt z chladiacej kvapaliny. Nedodržanie týchto operácií vedie k veľkým zmenám v tepelnej vodivosti tepelného potrubia. a niekedy aj jeho nefunkčnosť.

- použitie obyčajnej vody obsahujúcej nečistoty železa, vápnika atď. povedie k strate týchto nečistôt v kapilárnych štruktúrach ak zhoršeniu ich kapacity.

- Obsah plynu (dusíka, kyslíka alebo iných látok) v tepelnom potrubí bude minimálne viesť k poklesu jeho tepelnej vodivosti a maximálne k nežiaducim chemickým reakciám v ňom.

Kompatibilita materiálov má osobitnú úlohu v trvanlivosti tepelných rúr. Všetky použité materiály musia byť za podmienok použitia tepelného potrubia chemicky inertné.

S.Chi, Teória a prax teplární, preložené z anglického V.Ya. Sidorov, M, Strojárstvo, 1981

V.A. Alekseev, V.A.Arefiev, Tepelné potrubia pre chladenie a termostáciu elektronických zariadení, M. Energiya, 1979

PDDan, D.A.Ray, Heat Pipes, preložené z angličtiny Yu.A. Zeigarnik, M. Energia, 1979

Tepelné výpočty potrubí

Účelom tepelného výpočtu je určiť množstvo straty tepla počas jeho prepravy, spôsoby, ako znížiť tieto straty, skutočnú teplotu chladiva, typ izolácie a vypočítať jeho hrúbku.

Úlohy tepelného výpočtu:

1. určenie množstva straty tepla počas prepravy;

2. hľadať spôsoby na zníženie týchto strát;

3. určenie skutočnej teploty chladiacej kvapaliny;

4. určenie typu a hrúbky izolácie.

Stanovenie tepelného odporu potrubia

Iba tepelné odpory vrstvy a povrchu sa podieľajú na prenose tepla.

- teplota látky, ° C;

Te - teplota okolia vykonaná v súlade s ustanovením 3.6, ° С

q je normalizovaná hustota povrchového toku tepelného toku, vziať podľa povinných aplikácií W / m 2;

k1 - koeficient z normalizovanej lineárnej hustoty toku tepla, ktorý sa rovná 1 pre ázijskú časť

Pre valcové predmety s priemerom menším ako 2 metre je hrúbka izolačnej vrstvy určená:

B = dz/ dn - pomer vonkajšieho priemeru izolačnej vrstvy k vonkajšiemu priemeru, vypočítaný podľa vzorca:

α je koeficient od vonkajšieho povrchu izolácie W / (m 3 ° С);

λna - tepelná vodivosť izolačnej vrstvy, W / (m ° C);

rdrobec - odolnosť proti prenosu tepla na 1 m dĺžky izolačnej vrstvy:

l - odhadovaná dĺžka úseku potrubia, m

Tepelný odpor teplovodného potrubia, ktorý nie je v kontakte so zemou (kladenie potrubia), je definovaný ako súčet postupných vrstiev:

Tepelný odpor vonkajšieho povrchu izolácie Rp:

Tepelnoizolačný odpor

λz - koeficient tepelnej vodivosti izolácie, W / (m ° C);

d1 - vnútorný priemer tepelnej trubice, m;

d2 - vonkajší priemer tepelnej rúry, m

Tepelná odolnosť pôdy sa určuje podľa vzorca:

λg- koeficient tepelnej vodivosti pôdy, W / (m ° C);

d je priemer teplovodného potrubia valcového tvaru, berúc do úvahy všetky vrstvy izolácie, m;

h - hĺbka osi tepelného vodiča, m

Tepelný odpor kanálu:

vonkajší priemer kanála

vnútorný ekvivalentný priemer kanála

A, B, B, D - rozmery kanálov vybraných podľa priemeru potrubia

Tepelný odpor vonkajšieho povrchu kanálu:

Stanovenie tepelných strát.

Tepelné straty v sieti pozostávajú z lineárnych a lokálnych strát. Lineárne tepelné straty sú tepelné straty potrubí, ktoré nemajú príslušenstvo a armatúry. Miestne tepelné straty sú tvarované časti, armatúry, nosné konštrukcie, príruby atď.

Skutočné špecifické tepelné straty v vypočítanej oblasti:

Celkové tepelné straty sa určujú na hlavnej časti podľa vzorca:

A pokles teploty chladiacej kvapaliny:

Teplota chladiacej kvapaliny v vypočítanej oblasti vykurovacej siete:

Vykonáme tepelný výpočet potrubia pre osídlovací úsek s maximálnym priemerom UT3 - UT2 s odhadovanou dĺžkou 22 m, priemerom 108 mm a hĺbkou 1,2 m.

Tepelný odpor vrstvy a povrchu.

Hrúbka izolačnej vrstvy je určená:

kde pomer vonkajšieho priemeru izolačnej vrstvy k vonkajšiemu priemeru, vypočítaný podľa vzorca:

Tepelný odpor vonkajšieho povrchu izolácie:

Tepelnoizolačný odpor

Tepelná odolnosť pôdy sa určuje podľa vzorca:

Tepelný odpor kanálu:

kde na vybranom kanáli CL 90-45 máme:

Tepelný odpor vonkajšieho povrchu kanálu:

Tepelný odpor teplovodného potrubia, ktorý nie je v kontakte so zemou (kladenie potrubia), je definovaný ako súčet postupných vrstiev:

Skutočné špecifické tepelné straty v vypočítanej oblasti:

Celkové tepelné straty sa určujú na hlavnej časti podľa vzorca:

A pokles teploty chladiacej kvapaliny:

Teplota chladiacej kvapaliny v vypočítanej oblasti vykurovacej siete:

záver

Podľa výpočtov a návrhu vykurovacích sietí v okolí:

Ø Bol vypracovaný plán tepelných sietí a schéma zapojenia pre kladenie potrubí tepelných sietí a vybrané prvky potrubia.

Ø Určená tlaková strata v systéme vykurovania

Ø Špecifikácia potrebných materiálov a zariadení

Ø Konštruovaná teplota, piezometrický a nákladový rozvrh

Ø Vybrané hlavné a zmiešavacie čerpadlá.

Referencie

1. SNiP 41.02.03-2003. Teplá sieť. Štandardy návrhu. Gosstroy z Ruska, 2003
2. SNiP 2.04.07-86 *. Teplá sieť. Gosstroy z Ruska, 2002
3. GOST 21.605-82. Grafické obrázky. M., 1982.
4. SNiP 23-02-2003. Tepelná ochrana budov. Štandardy 41-03-2003.
5. SNiP 2.04.01-85 *. Vnútorné zásobovanie vodou a kanalizáciou budov. Štandardy návrhu. M., 1998.
6. Malá E.M. Metodické pokyny pre návrh kurzu. Saratov, SSTU, 2007.
7. Shchekin a ďalšie Príručka dodávky tepla a vetrania. Vykurovanie a zásobovanie teplom, časť 1, Kyjev, 1976
8. Certifikát č. 2007615016 o oficiálnej registrácii počítačových programov "Výpočet ohrievača s výmenníkom", Malaya EM, Ilyina VA, bol zaregistrovaný v Spolkovej službe duševného vlastníctva, patentov a ochranných známok v roku 2007.
9. Certifikát č. 2007615017 o oficiálnej registrácii počítačových programov "Hydraulická kalkulačka tepelných systémov", Malaya EM, bol zaregistrovaný v Spolkovej službe pre duševné vlastníctvo, patenty a ochranné známky v roku 2007.
10. Certifikát č. 2007614062 o oficiálnej registrácii počítačových programov "Regulácia dodávok tepla", Malaya EM, Ilyina V.A., Spirin A.V., registrovaná v Spolkovej službe duševného vlastníctva, patentov a ochranných známok v roku 2007,

Dodatok 1. Kalibrácia výpočtu na počítači

Základy výpočtu tepelnej trubice s kapilárnym poréznym knôte;

Všeobecné informácie o tepelných rúrach

Téma 4. Výmenníky tepla (TA) na základe tepelného potrubia

V elektronickom priemysle, výpočtovej technike a vo vesmíre sú široko používané výmenníky tepla založené na teplovodné potrubie. Po prvýkrát v roku 1942 navrhol americký inžinier Gogler myšlienku teplárne. Avšak iba American Grover ho patentoval v roku 1963 a preto boli do dnešného dňa vytvorené tisíce úprav tepelných rúr.

Obrázok 4.1 - Schematický diagram teplovodných potrubí

a) potrubie na výrobu knôtového kúrenia;

c) odstredivé tepelné potrubie.

Tepelné potrubie je zariadenie s veľmi vysokou prenosovou kapacitou. Jeho ekvivalentný koeficient tepelnej vodivosti je stokrát vyšší ako koeficient medi a striebra. Štruktúrne je tepelné potrubie uzatvorená nádoba, najčastejšie valcovitá trubica naplnená kvapalinou - chladiacou kvapalinou. Vysoká kapacita prenosu tepla je dosiahnutá vďaka skutočnosti, že dochádza k prenosu tepla v tepelnom potrubí spolu s fázovými prechodmi (odparovaním a kondenzáciou chladiacej kvapaliny). Keď sa teplo nanáša na jeden koniec, kvapalina sa zahrieva, varí a zmení sa na paru. Súčasne absorbuje z vykurovacieho chladiaceho média latentné teplo odparovania, ktoré sa prenáša parou na druhý studený koniec potrubia, pričom para kondenzuje a prenáša absorbované teplo do chladného alebo ohrievaného chladiaceho média. Kondenzovaná kvapalina sa vracia do odparovacej zóny jedným z troch spôsobov:

a) pod pôsobením kapilárnych síl na knot, takéto potrubia sa nazývajú knôt, to je to, čo sa nazýva tepelné potrubie;

b) pôsobením gravitácie (gravitačné sily). Vertikálna alebo šikmá trubica, taká trubica sa nazýva termosifón;

c) pôsobením odstredivých síl. Návrat kondenzátu v dôsledku odstredivých síl. Hrúbka kondenzátu v kondenzačnej zóne je väčšia ako v oblasti odparovania. Princíp chladenia hriadeľov veľkých elektromotorov, dutých turbín je založený na tomto princípe.

Termosyfony môžu pracovať len v zóne pozemského sveta a tepelné rúry môžu pracovať vo vesmíre.

Hlavné dosiahnuté charakteristiky moderných tepelných rúr:

1. rozsah prevádzkových teplôt od 4 do 2300 K;

2. rýchlosť prenosu tepla - limit zvuku;

3. výkon prenosu tepla až do 20 kW / cm 2;

4. Pracovný zdroj až 20 000 hodín;

V závislosti od intervalu sú použité nasledujúce chladiace kvapaliny:

Ako vybrať priemer rúr na vykurovanie

V článku uvažujeme systémy s núteným obehom. V nich je pohyb chladiacej kvapaliny zabezpečovaný neustále sa rozvádzajúcim obehovým čerpadlom. Pri výbere priemeru rúr na vykurovanie vychádza z toho, že ich hlavnou úlohou je zabezpečiť dodanie požadovaného množstva tepla do vykurovacích zariadení - radiátorov alebo registrov. Pre výpočet budú potrebné nasledujúce údaje:

  • Všeobecné tepelné straty domu alebo bytu.
  • Vykurovacie zariadenia (radiátory) v každej miestnosti.
  • Dĺžka potrubia.
  • Metóda pokládky systému (jednorúrkový, dvojrúrkový, s nútenou alebo prirodzenou cirkuláciou).

To znamená, že predtým, ako začnete s výpočtom priemerov rúr, najskôr zvážte celkové tepelné straty, určite výkon kotla a vypočítajte výkon radiátorov pre každú miestnosť. Budete tiež musieť rozhodnúť o spôsobe rozloženia. Podľa týchto údajov urobte schému a potom jednoducho prejdite k výpočtu.

Na určenie priemeru potrubí na vykurovanie potrebujete diagram s rozloženými hodnotami tepelného zaťaženia na každom prvku

Čo iného musíte venovať pozornosť. Skutočnosť, že polypropylénové a medené rúry sú označené vonkajším priemerom a vypočíta sa vnútorný priemer (odoberie sa hrúbka steny). V oceli a kovovom plastu je vnútorná veľkosť pripevnená značkou. Takže nezabudnite na túto "maličkosť".

Ako vybrať priemer vykurovacieho potrubia

Stačí vypočítať, čo časť potrubia, ktorú potrebujete, nebude fungovať. Musíte si vybrať z niekoľkých možností. A to všetko preto, že rovnaký účinok možno dosiahnuť rôznymi spôsobmi.

Vysvetlíme to. Je dôležité, aby sme dodali správne množstvo tepla radiátorom a dosiahli rovnomerné zahrievanie radiátorov. V systémoch s núteným obehom to robíme pomocou rúrok, chladiacej kvapaliny a čerpadla. V zásade všetko, čo potrebujeme, je "vyhnúť" určité množstvo chladiacej kvapaliny na určité časové obdobie. Existujú dve možnosti: dajte rúry menšieho priemeru a dodajte chladiacu kvapalinu vyššej rýchlosti, alebo vytvorte systém s väčším úsekom, ale s menšou premávkou. Zvyčajne vyberte prvú možnosť. A tu je dôvod, prečo:

  • náklady na produkty menšieho priemeru sú nižšie;
  • s nimi je ľahšie pracovať;
  • s otvoreným pokladaním, nie sú tak priťahovaní pozornosť, a pri pokladaní v podlahe alebo stenách sú potrebné menšie drážky;
  • s malým priemerom v systéme je menej chladiacej kvapaliny, čo znižuje jeho zotrvačnosť a vedie k úspornosti paliva.

Výpočet priemeru vykurovacích potrubí medi v závislosti od výkonu radiátorov

Keďže existuje určitá sada priemerov a určité množstvo tepla, ktoré je potrebné dodať pre ne, je nerozumné predpokladať, že je to isté vždy. Preto boli vyvinuté špeciálne tabuľky, podľa ktorých sa určuje možná veľkosť v závislosti od požadovaného množstva tepla, rýchlosti chladiacej kvapaliny a teplotných indikátorov systému. To znamená, ak chcete určiť prierez potrubia v systéme vykurovania, nájsť požadovanú tabuľku a vybrať príslušný prierez.

Výpočet priemeru potrubí na vykurovanie bol urobený podľa tohto vzorca (ak si to prajete, môžete počítať). Potom boli vypočítané hodnoty zaznamenané v tabuľke.

Vzorec na výpočet priemeru vykurovacieho potrubia

D je požadovaný priemer potrubia, mm
Δt ° - teplotná delta (rozdiel dodávky a návratnosti), ° С
Q - zaťaženie tejto oblasti systému, kW - určité množstvo tepla, ktoré potrebujeme na vykurovanie miestnosti
V - rýchlosť chladiacej kvapaliny, m / s - je zvolená z určitého rozsahu.

Pri jednotlivých vykurovacích systémoch môže byť rýchlosť chladiva od 0,2 m / s do 1,5 m / s. Podľa prevádzkových skúseností je známe, že optimálna rýchlosť je v rozmedzí 0,3 m / s - 0,7 m / s. Ak sa chladiaca kvapalina pohybuje pomalšie, dochádza k uviaznutiu vzdušného priestoru, ak je rýchlejší - hladina hluku sa značne zvyšuje. Optimálny rozsah rýchlostí a vyberte v tabuľke. Stoly sú určené pre rôzne druhy rúrok: kov, polypropylén, kovový plast, meď. Vypočítané hodnoty pre štandardné prevádzkové režimy: s vysokou a strednou teplotou. Aby sme proces výberu pochopili, analyzujme konkrétne príklady.

Výpočet pre dvojrubkový systém

K dispozícii je dvojpodlažný dom s dvojvrstvovým vykurovacím systémom s dvoma krídlami na každom poschodí. Použijú sa polypropylénové výrobky, prevádzkový režim je 80/60 s delta teplotou 20 ° C. Domové tepelné straty predstavujú 38 kW tepelnej energie. Na prvom poschodí je 20 kW, na druhom 18 kW. Diagram je zobrazený nižšie.

Dvojrúrkový systém vykurovania dvojpodlažného domu. Pravé krídlo (kliknite pre zväčšenie)

Dvojrúrkový systém vykurovania dvojpodlažného domu. Ľavé krídlo (kliknite pre zväčšenie)

Na pravej strane je tabuľka, ktorou určujeme priemer. Ružová oblasť je oblasť optimálnej rýchlosti chladiacej kvapaliny.

Tabuľka pre výpočet priemeru vykurovacích potrubí z polypropylénu. Prevádzkový režim 80/60 s delta teplotou 20 ° C (kliknutím zväčšíte veľkosť)

  1. Určte, ktorú potrubie používať v oblasti od kotla k prvej vetve. Prostredníctvom tejto oblasti prechádza celá chladiaca kvapalina, pretože prechádza celým objemom tepla v množstve 38 kW. V tabuľke nájdeme príslušný riadok, dostaneme sa do tónovanej ružovej farebnej zóny a ísť hore. Vidíme, že dva priemery sú vhodné: 40 mm, 50 mm. Zo zrejmých dôvodov sme si zvolili menší - 40 mm.
  2. Opäť prejdite na schému. Tam, kde je tok rozdelený, 20 kW ide do 1. poschodia, 18 kW ide do 2. poschodia. V tabuľke nájdeme zodpovedajúce čiary, určujeme prierez rúr. Ukázalo sa, že obe vetvy sú zriedené priemerom 32 mm.
  3. Každý obrys je rozdelený na dve vetvy s rovnakým zaťažením. V prvom poschodí je v druhom poschodí 10 kW (20 kW / 2 = 10 kW) vpravo a vľavo, 9 kW (18 kW / 2) = 9 kW). Podľa tabuľky nájdete príslušné hodnoty pre tieto oblasti: 25 mm. Táto veľkosť sa používa ďalej, kým tepelné zaťaženie klesne na 5 kW (ako je uvedené v tabuľke). Ďalej je úsek 20 mm. V prvom poschodí prejdeme 20 mm po druhom radiátore (pozrite sa na zaťaženie), na druhom po treťom. V tejto chvíli existuje jedna zmena, ktorá vznikla na základe skúseností - je lepšie prejsť na 20 mm s nákladom 3 kW.

All. Určujú sa priemery polypropylénových rúrok pre dvojrubkový systém. Pri návrate nie je prierez vypočítaný a vedenie je vyrobené rovnakými rúrami ako krmivo. Technológia, dúfame, je jasná. Podobný výpočet za prítomnosti všetkých pôvodných údajov bude jednoduchý. Ak sa rozhodnete použiť iné potrubia, budete potrebovať ďalšie tabuľky vypočítané pre materiál, ktorý potrebujete. Na tomto systéme môžete pracovať, ale už pre režim priemerných teplôt 75/60 ​​a delta 15 ° C (tabuľka je umiestnená nižšie).

Tabuľka pre výpočet priemeru vykurovacích potrubí z polypropylénu. Prevádzkový režim 75/60 ​​a delta 15 ° C (kliknutím zväčšíte veľkosť)

Určenie priemeru rúr pre jednokanálový systém s núteným obehom

Zásada zostáva rovnaká, metóda sa mení. Použite ďalšiu tabuľku na určenie priemeru rúr s iným princípom zadávania údajov. V ňom je optimálna zóna rýchlosti chladiacej kvapaliny modrej farby, hodnoty výkonu nie sú v bočnom stĺpci, ale vstupujú do poľa. Pretože samotný proces je mierne odlišný.

Tabuľka pre výpočet priemeru vykurovacích potrubí

Podľa tejto tabuľky vypočítavame vnútorný priemer potrubí pre jednoduchý jednopriechodový vykurovací systém pre jednu podlahu a šesť radiátorov zapojených do série. Spustíme výpočet:

  1. Na systémový vstup z kotla je dodávaný výkon 15 kW. V zóne optimálnych rýchlostí (modrá) nachádzame hodnoty blízke 15 kW. Existujú dve: v rade 25 mm a 20 mm. Zo zrejmých dôvodov vyberte 20 mm.
  2. Na prvom radiátore sa tepelné zaťaženie zníži na 12 kW. Túto hodnotu nájdeme v tabuľke. Ukazuje sa, že ide ďalej od rovnakej veľkosti - 20 mm.
  3. Na treťom chladiči je zaťaženie už 10,5 kW. Určujeme sekciu - rovnako 20 mm.
  4. Podľa štvrtej tabuľky je štvrtý radiátor už 15 mm: 10,5 kW-2 kW = 8,5 kW.
  5. Na piatej je ďalších 15 mm, a potom už môžete dať 12 mm.

Schéma jedného potrubného systému na šiestich radiátoroch

Všimnite si, že vnútorné priemery sú definované v tabuľke vyššie. Na nich môžete nájsť označenie potrubí z požadovaného materiálu.

Zdá sa, že pri výpočte priemeru vykurovacieho potrubia by nemali byť žiadne problémy. Všetko je úplne jasné. Platí to však pre polypropylén a výrobky z kovového plastu - ich tepelná vodivosť je nízka a straty cez steny sú zanedbateľné, preto sa pri ich výpočte neberú do úvahy. Ďalšia vec - kovy - oceľ, nehrdzavejúca oceľ a hliník. Ak je dĺžka potrubia významná, straty na povrchu budú významné.

Vlastnosti výpočtu prierezu kovových rúrok

Pri veľkých vykurovacích systémoch s kovovými rúrkami je potrebné zohľadniť straty tepla cez steny. Straty nie sú také veľké, ale s dlhou dĺžkou môžu viesť k tomu, že posledné radiátory budú mať veľmi nízku teplotu kvôli nesprávnemu priemeru.

Vypočítajte stratu pre oceľové rúry 40 mm s hrúbkou steny 1,4 mm. Straty sa vypočítajú podľa vzorca:

q = k * 3,14 * (tv-tp)

q je tepelná strata metra potrubia,

k je lineárny koeficient prenosu tepla (pre túto rúrku je 0,272 W * m / s);

tv - teplota vody v rúre - 80 ° C;

tp - teplota vzduchu v miestnosti - 22 ° С.

Nahradením hodnôt získaných:

q = 0,272 * 3,15 * (80-22) = 49 W / s

Ukazuje sa, že na každom metre stratia takmer 50 W tepla. Ak je dĺžka významná, môže sa stať kritickou. Je jasné, že čím je sekcia väčšia, tým väčšia bude strata. Ak musíte brať do úvahy tieto straty, potom pri výpočte strát straty v potrubí zvyšujú tepelné zaťaženie radiátora a potom pomocou celkovej hodnoty nájdite požadovaný priemer.

Určenie priemeru rúrok vykurovacieho systému nie je jednoduché.

Ale pre jednotlivé systémy vykurovania sú tieto hodnoty zvyčajne nekritické. Navyše pri výpočte tepelných strát a výkonu zariadenia sa najčastejšie zaokrúhľovanie vypočítaných hodnôt uskutočňuje smerom nahor. To dáva určitú rezervu, ktorá vám umožňuje nevykonávať takéto zložité výpočty.

Dôležitá otázka: kam dostať stôl? Takéto tabuľky majú takmer všetky stránky výrobcov. Môžete čítať priamo z webu a môžete si sami stiahnuť. Ale čo robiť, ak ste ešte pre výpočet nenašli potrebné tabuľky. Môžete použiť systém na výber priemeru popísaný nižšie alebo môžete urobiť inak.

Napriek skutočnosti, že pri označovaní rôznych potrubí sú označené rôzne hodnoty (interné alebo externé), môžu sa prirovnať k určitej chybe. Na nižšie uvedenej tabuľke nájdete typ a označenie so známym vnútorným priemerom. Tu nájdete vhodnú veľkosť potrubia z iného materiálu. Napríklad je potrebné vypočítať priemer plastových rúr na vykurovanie. Tabuľka pre MP ste nenašli. Ale je tu pre polypropylén. Vyberiete veľkosti pre PPR a potom v tejto tabuľke nájdete analógy v MP. Chyba bude prirodzene, ale pre systémy s núteným obehom je prípustná.

Korešpondenčná tabuľka rôznych typov rúr (kliknutím zväčšíte veľkosť)

Z tejto tabuľky môžete ľahko určiť vnútorné priemery potrubia vykurovacieho systému a ich označenie.

Výber priemeru rúry pre vykurovanie

Táto metóda sa nezakladá na výpočtoch, ale na pravidelnostiach, ktoré možno sledovať pri analýze dostatočne veľkého počtu vykurovacích systémov. Toto pravidlo odvodzujú inštalatéri a používajú ich na malých systémoch pre súkromné ​​domy a byty.

Priemer rúr môže byť jednoducho vybraný podľa určitého pravidla (kliknutím zväčšíte veľkosť)

Z väčšiny vykurovacích kotlov sú dodávané a spätné potrubia k dispozícii v dvoch veľkostiach: ¾ a ½ palca. Práve toto potrubie robí rozloženie na prvú vetvu a potom na každú vetvu sa veľkosť znižuje o jeden krok. Týmto spôsobom môžete určiť priemer vykurovacích potrubí v byte. Systémy sú zvyčajne malé - od troch do ôsmich radiátorov v systéme, maximálne dve alebo tri vetvy s jedným alebo dvoma radiátormi. Pre takýto systém je navrhovaná metóda vynikajúcou voľbou. Takmer to isté platí pre malé súkromné ​​domy. Ak však už existujú dve poschodia a rozsiahlejší systém, musíte si prečítať a pracovať s tabuľkami.

výsledok

Pri veľmi zložitom a rozsiahlom systéme možno priemer potrubia vykurovacieho systému vypočítať samostatne. Aby ste to dosiahli, musíte mať údaje o tepelných stratách v miestnosti a výkonoch každého radiátora. Potom pomocou tabuľky môžete určiť prierez potrubia, ktoré sa vyrovná s dodávkou požadovaného množstva tepla. Rezy cez komplexné viacprvkové schémy sú najlepšie ponechané na profesionálne. V extrémnych prípadoch vypočítajte nezávisle, ale aspoň sa snažte získať radu.

Výpočet tepelnej trubice

Pri bezprievodnom uložení R = Rz + Rg. Tepelný odpor pôdy je určený vzorcom

lg - koeficient tepelnej vodivosti pôdy; h - hĺbka osi rúry; d je priemer potrubia. Ak h / d> 2, potom približne

. Výpočet tepelných strát sa neuskutočňuje v skutočnej hĺbke potrubia, ale podľa

Obrázok 8.1. Schéma tepelného vodiča neobsahujúceho monotube

8.2.2. Tesniace tesnenie bez podzemného kanálu

Vzájomný vplyv priľahlých potrubí je braný do úvahy podmieneným dodatočným odporom R0. V tomto prípade

Prvé tepelné straty potrubia

Obrázok 8.2. Schéma dvojkanálového tepelného vodiča bez kanálu

Druhá tepelná strata potrubia

. Tu t0 - prirodzená teplota pôdy v hĺbke osi rúry h. Teplotné pole v pôde okolo tepelného vodiča bez dvoch kanálov je určené vzorcom

t je teplota akéhokoľvek bodu zeme, ktorá sa nachádza pri x od vertikálnej roviny prechádzajúcej osou rúry s vyššou teplotou nosiča tepla (prívodné potrubie) a pri y od povrchu pôdy.

8.2.3. Podzemné potrubné tesnenie

V prítomnosti vzduchovej medzery medzi izolovanou rúrkou a stenou kanála je tepelný odpor definovaný ako

Teplota vzduchu v kanáli je určená z rovnice tepelnej bilancie

Ris.8.3. Schéma kladenia kanálov jednoprúdového tepelného vodiča

Pri káblovom pokovovaní viacnásobnej trubice môže byť rovnica tepelnej bilancie zapísaná ako

Po určení teploty vzduchu v kanáli sa vypočítajú tepelné straty z každej rúry.

8.3. Strata tepla potrubia

Tepelné straty tepelnej siete pozostávajú z tepelných strát potrubných sekcií bez armatúr a tvaroviek - lineárne tepelné straty a tepelné straty armatúr, armatúr, opier, prírub atď. - lokálne tepelné straty.

Lineárne tepelné straty sú

Tepelné straty ohybov, lakťov, ohýbaných kompenzátorov atď., Ktorých obvodový prierez je blízko obvodu potrubia, sa vypočítajú pomocou vzorcov pre priame okrúhle potrubia. Tepelné straty prírub, tvaroviek a tvaroviek sa zvyčajne stanovujú v ekvivalentných dĺžkach potrubí rovnakého priemeru.

Celková tepelná strata potrubia je definovaná ako

Pri predbežných výpočtoch môžete brať b = 0,2-0,3.

Zmena entalpie chladiacej kvapaliny v dôsledku tepelných strát môže byť stanovená z rovnice rovnováhy

Pri preprave nasýtenej pary v dôsledku pádu entalpie kondenzátu padá. Pri krátkych potrubiach, ak očakávaný pokles teploty neprekročí 3 až 4% hodnoty teploty na začiatku úseku, výpočet sa môže uskutočniť za predpokladu, že špecifické tepelné straty sú konštantné. V prípade dlhých alebo slabo izolovaných úsekov potrubia je potrebné brať do úvahy zmenu špecifických tepelných strát pozdĺž dĺžky potrubia. Rovnica tepelnej bilancie pre potrubnú časť dl

Po integrácii od tn do tna a od 0 do l dostaneme

Tento vzorec platí, striktne povedané, pre izobarický tok. Zníženie teploty počas poklesu tlaku sa môže určiť pomocou

, kde je efekt diferenciálnej tlmivky; Dp je pokles tlaku pary. Aktuálna teplota pary na konci potrubia je. Nájdete dĺžku parného potrubia, v ktorom paru dôjde k prehriatiu. Ak chcete presne vypočítať dĺžku, potrebujete poznať zákon o teplote a tlaku pozdĺž dĺžky potrubia. Problém sa rieši graficky.

1 - teplotná krivka pozdĺž dĺžky potrubia; 2 - krivka zmeny tlaku pozdĺž dĺžky potrubia; 3 - krivka teploty nasýtenia pozdĺž dĺžky potrubia.

Množstvo kondenzátu v úseku potrubia

Ris.8.4. Stanovenie bodu kondenzátu

8.4. Výber hrúbky izolačnej vrstvy

Izolačný materiál sa vyberá na základe kritickej hrúbky tepelnej izolácie, rozsahu prevádzkových teplôt, technologických a prevádzkových požiadaviek.

Hrúbka izolačnej vrstvy sa vyberá na základe technických a technických a ekonomických hľadísk.

Je potrebné zabezpečiť nastavenú teplotu tepelného nosiča v oddelených bodoch tepelnej siete. Zvyčajne je táto podmienka kladená na parnú linku.

Zabezpečenie normalizovaných tepelných strát.

Nedodržanie špecifikovanej povrchovej teploty izolácie.

Pri pokládke tepelnej rúry do pracovných priestorov by teplota izolačného povrchu nemala prekročiť 40-50 ° C.

Na základe technických požiadaviek sa stanoví minimálna hrúbka izolácie.

9. RATIONAL ŠTRUKTÚRA TEPELNÝCH SIETÍ

9.1 Hlavné nevýhody moderných vykurovacích sietí

vysoké poškodenie tepelných sietí a nedostatok nadbytočnosti, čo vedie k častým výpadkom systému;

nedostatok koordinovanej prevádzky zdrojov tepla, čo komplikuje spôsob dodávky tepla v núdzových situáciách;

nízka hydraulická stabilita systémov, v dôsledku čoho musia systémy pracovať so zvýšeným pomerom k odhadovanému toku vody;

nízka ovládateľnosť systémov, v dôsledku čoho systém pracuje normálne iba pri konštantnom prietoku vody;

tuhé hydraulické spojenie medzi všetkými prvkami systému, ktoré môže viesť k nárastu tlaku v niektorých prvkoch nad prípustnú hodnotu;

veľká strata chladiacej kvapaliny v núdzových situáciách;

vysoké náklady na siete, najmä v uzavretých systémoch, kde sú inštalované ohrievače v ústrednej kúreníni;

potreba veľkého počtu auto regulátorov;

v dôsledku prítomnosti účastníckych vstupov výťahov je miestna kvantitatívna regulácia neprijateľná;

neschopnosť zvýšiť teplotu sieťovej vody nad 150 ° C.

9.2 Stabilita hydraulickej siete. Neutrálne body

Hydraulická stabilita siete - schopnosť systémov udržiavať daný režim hydrauliky. Je charakterizovaný koeficientom hydraulickej stability.

Označené y. Ide o pomer odhadovaných nákladov na maximálne možné. Hydraulická stabilita siete je posudzovaná najviac vzdialeným spotrebiteľom.

Maximálna spotreba vody u spotrebiteľa bude, ak vypnete všetkých ostatných spotrebiteľov.

DHC pri maximálnej spotrebe spotrebiteľa má tendenciu k nule.

kde DHc je tlaková strata v sieti v konštrukčnom režime.

Zlepšiť hydraulickú stabilitu siete v konštrukcii vyžadovanej na výber najmenej lokálnych odporov. Počas prevádzky musia byť ventily úplne zatvorené.

Na stabilizáciu tlakového režimu v sieti pri jednom alebo dvoch systémových bodoch (s komplexným terénnym profilom) sa tlak v súlade s určitým zákonom umelo mení. Takéto body sa nazývajú regulované tlakové body. Ak sa v týchto bodoch zachová rovnaký tlak v statickom aj dynamickom stave, potom sa tento bod nazýva neutrál. Neutrálne body by mali byť umiestnené na sieťových čerpadlách.

Zmena tlaku v neutrálnom bode slúži ako impulz na reguláciu prietoku doplňujúcej vody.

9.3 Ovládateľnosť systému

Základné princípy návrhu tepelných sietí:

Spravovateľnosťou sa rozumie možnosť koordinovaných zmien v prevádzkovom režime všetkých častí vykurovacieho systému. Ovládateľnosť je určená tromi faktormi:

prítomnosť autoregulátorov. Každý automatizovaný systém je zvládnuteľný;

počet nezávislých prvkov systému.

Existujú dva typy štruktúry tepelnej siete:

neosobný - vetvy na rozvodné vedenia a rozvodné vedenia na diaľnice sú spojené ventilom. Systém je charakterizovaný tuhým hydraulickým spojením všetkých prvkov;

sekcie - rozvody do rozvodných potrubí sú napojené cez ventil a rozvodné vedenia na hlavné vedenia - prostredníctvom riadiacich distribučných bodov (PKK). V tomto prípade je v distribučnej linke nastavený tlakový režim pomocou automatizačného zariadenia na PKK, ktoré nesúvisí s režimom tlaku v potrubí.

Ak porovnáme rozdelené a neosobné siete navzájom pomocou troch vyššie uvedených ukazovateľov, potom je preferovaná rozdelená sieť.

PKK je možné pripojiť na sieťové potrubia na oboch stranách rozdeľovacieho ventilu. KRP môže byť individuálne (pre jednu budovu), skupinu (pre 5... 10 budov) a regionálne (do 100 budov).

Možná schéma PKK:

RU - netesné relé;

RT - regulátor teploty;

RD - regulátor tlaku;

OK - spätný ventil.

PKK vykonávané podľa vyššie uvedeného schémy vám umožňuje:

udržiava konštantný tlak v spätnom vedení a pokles tlaku v rozvodnom vedení;

zvýšiť teplotu vody v hlavnom potrubí a znížiť spotrebu vody v potrubí;

rýchlo zistiť nehodu a odpojiť núdzovú rozvodnú sieť od diaľnice, čím sa znížia straty v prípade núdze.

Rezervácia kmeňových a distribučných vedení je riešená pomocou prepojok. Predpokladá sa, že systémy majú rezervu, ak prerozdelenie vody v núdzových situáciách nepresiahne 3 hodiny.

pri rezervácii diaľkových potrubí sú preklady tvorené jednokruhovým potrubím, ale napojené na napájacie a spätné potrubia. Jazery sa vyrábajú v oblasti sekčných ventilov. V núdzovom režime je možné znížiť spotrebu vody až na 65% vypočítanej a súčasne zvýšiť teplotný rozdiel v sieti;

pri rezervácii rozvodných potrubí sú prepojky z dvojitého potrubia, pretože sa dajú použiť počas letných opráv. Pri rezervácii rozvodných potrubí musí prúd vody zostať 100%. Rezervácia s prepojkami je riešená v radiálnych rozdeleniach. Na účely rezervácie distribučnej linky je vhodné vykonávať okružné okruhy, ktoré sa spájajú s jednou alebo dvoma PKK a jednou alebo dvoma diaľnicami.

Výhody schém s PKK a rezervovanými miestami:

je možné ovládať tepelný a hydraulický režim hlavnej a rozvodnej siete nezávisle od seba, čo umožňuje:

a) nezvyšovať priemer diaľkových vedení za účelom rezervácie;

b) zvýšiť teplotný rozvrh v núdzových situáciách, aby sa znížila spotreba vody;

c) zabezpečiť dodávku tepla všetkým PKK v núdzových podmienkach;

d) vytvoriť v každej distribučnej linke tepelné a hydraulické podmienky nezávislé od iných distribučných vedení;

e) pripojiť nových spotrebičov bez porušenia režimov dodávania tepla na tie, ktoré sú už pripojené;

e) rýchlo identifikovať a zakázať núdzové oblasti, ktoré znižujú straty vody v sieti;

zvyšuje sa hydraulická stabilita distribučných vedení, čo zabezpečuje presnosť distribúcie vody medzi spotrebiteľmi;

znižuje priemernú úroveň tlaku v rozdeleniach;

je možné prevádzkovať hlavnú trať a rozvody s premenlivým prietokom vody, čo umožňuje:

a) znížiť tok cirkulujúcej vody;

b) znížiť náklady na elektrickú energiu na čerpanie chladiacej kvapaliny.

9.5 Výber účastníckych schém

Miestne systémy sa môžu pripojiť k sieti pomocou závislých a nezávislých obvodov. Pri závislých schémach tlak v lokálnych systémoch závisí od tlaku v rozvodných sieťach. V nezávislej - nezávisí.

S nezávislými obvodmi sa spotrebiče pripájajú k tepelnej sieti pomocou ohrievačov vody.

Takéto schémy sa používajú buď s neprijateľne vysokým tlakom v spätnom vedení, alebo s nedostatočným tlakom na vstup účastníka. Tlak v ohrievacom systéme je určený polohou expanznej nádoby.

v systémoch poháňaných veľkými teplárňami a elektrárňami sú distribučné vedenia napojené na hlavné vedenia cez PKK a spotrebiteľ cez jednotlivé tepelné body (IHP) alebo centrálne tepelné body (CHP) podľa závislých alebo nezávislých obvodov;

v systémoch napájaných veľkými kotolňami by mali byť spotrebitelia pripojení prostredníctvom ITP alebo ústredného kúrenia pomocou nezávislých obvodov;

v systémoch, ktoré dostávajú teplo z malých alebo štvrťročných kotolní, môžu byť spotrebitelia pripojení k sieti prostredníctvom ITP alebo ústredného kúrenia pomocou nezávislých alebo nezávislých obvodov.

Výpočet výkonu obrysu tepelných rúr

Zobrazený článok: 3481 krát

Bibliografický popis:

Nikolaev G. P., Izoteeva O. Yu Výpočet výkonnostných charakteristík obrysu teplovodných potrubí Mladý vedec. ?? 2012.? №3. ?? 17-25. ?? URL https://moluch.ru/archive/38/4295/ (dátum prístupu: 09/05/2018).

Obr. 1. Schéma pracovného cyklu obrysovej tepelnej rúry Bod 1 umiestnený na sýtenej línii zodpovedá parametrom pary nad odparovacím povrchom menisku. Časť 1-2 zodpovedá pohybu pary z tejto plochy do parnej linky. Tlakové straty sú v prvom rade spôsobené hydraulickým odporom vypúšťacích kanálov pary. Navyše v tejto oblasti vo všeobecnosti teplota pary vzrastie vďaka tepelnému kontaktu s krytom výparníka. Vo väčšine prípadov môže byť parná linka považovaná za adiabatickú a pohyb pary v nej je izotermický (priamka 2-3). Tlaková strata v kondenzátore (priamka 3-5) je zvyčajne zanedbateľná v porovnaní s kapilárnym tlakom. Chladiaca kvapalina prechádza z parnej fázy do kvapaliny a v časti 4_5 na výmenu tepla je podchladená. Ďalšia preprava chladiacej kvapaliny cez kondenzát môže byť tiež považovaná za izotermickú a sprevádzaná iba tlakovou stratou (oddiel 5-6). Výsledkom je, že podchladená kvapalina s tlakom vstupuje do kompenzačnej dutiny. V rovnakej dobe, vyrovnávacia dutina preniká dodávané do časti výparníka tepelného toku, čo vedie k podchladeniu kondenzátu sa zahreje na teplotu, zodpovedajúcu tlaku na linke nasýtenia (línia 6-7). To zodpovedá skutočnosti, že nasýtené pary sú umiestnené nad hranicou fázy v kompenzačnej dutine. Časť 7-8 zodpovedá filtrácii chladiacej kvapaliny z kompenzačnej dutiny na povrch odparovania cez kapilárnu štruktúru. Na tomto mieste na jednej strane dochádza k poklesu tlaku tekutiny a na druhej strane k nárastu jeho teploty. Bod 8 na obr. 4 zodpovedá stavu chladiaceho média v kvapalnej fáze blízko odparovacieho menisku [2, s.15]. Ako vyplýva z vyššie uvedeného diagramu, celkový pokles tlaku sa rovná súčtu tlakových strát v úsekoch CTT:

. (1.1) Na druhej strane je kapilárny tlak. Prvá podmienka zdravia teplovodných rúrok typu obrysu môže byť teda formulovaná nasledovne:

. (1.2) Uvádza sa, že tlakové straty v tepelnom potrubí sú kompenzované kapilárnym tlakom a preto nemôžu prekročiť maximálny kapilárny tlak:

. (1.3) Tento stav je spoločný pre všetky typy tepelných rúrok pomocou kapilárneho kondenzačného dopravného mechanizmu. Pri výbere geometrických parametrov dopravných častí tepelného potrubia a pri výbere chladiacej kvapaliny je potrebné ich zvážiť. Druhý pracovný stav je charakteristický pre tepelné rúrky typu obrysu a spája pokles teploty pary na povrchu odparovania av kompenzačnej dutine so zodpovedajúcim poklesom tlaku. Tlaková strata pozostáva z nasledujúcich zložiek: a. Pretože pary nad vyparujúcim meniskom a v kompenzačnej dutine sa považujú za nasýtené, táto podmienka je napísaná nasledovne:

. (1.4) Ako obvykle býva priemerná hodnota medzi a prijatá. Hodnota je celkový pokles tlaku vo vonkajšom, vzhľadom na kapilárnu štruktúru, obrys CTT. Označme to, nahraďte ho a nakoniec získajte záznam o druhom zdravotnom stave:

. (1.5) Teplotný spád dvojica vo vyparovacej zóne a kompenzačných dutín vyplýva zo skutočnosti, že časť tepla dodávaného do prúdu výparníka preniká cez kapilárne štruktúry vyrovnávacej dutinu. Pri prvej aproximácii možno predpokladať, že tento teplotný rozdiel je vytvorený medzi odparovaním (vonkajším) a absorpčným (vnútorným) povrchom kapilárnej štruktúry. Existencia druhej podmienky umožňuje v určitých hraniciach regulovať pracovnú teplotu tepelných rúrok typu obrysu a prostriedky takéhoto ovládania sú dosť široké. Medzi ne patrí: výber chladiacej kvapaliny, zmena geometrických parametrov dopravných zón, kapilárna štruktúra, výparník a stupeň podchladenia kondenzátu. Uvažovaná podmienka pre výkon CTT spája teplotu a tlak pár v odparovacej zóne av rovine kompenzácie. Predpokladá sa tak prítomnosť plynnej fázy v kompenzačnej dutine. To znamená, že kompenzačná dutina je čiastočne naplnená tekutinou prenášajúcou teplo a čiastočne parou. Aby sa zabezpečilo takéto čiastočné naplnenie počas prechodu tepelného potrubia do stacionárneho režimu prevádzky, je potrebné pozorovať určitý pomer medzi objemami určitého počtu konštrukčných prvkov. Táto potreba nám umožňuje formulovať tretiu podmienku výkonu obrysových tepelných rúrok. Je potrebné, aby kvapalina, ktorá bola vypustená z parného kanálu po spustení CPT, mal čiastočne naplniť kondenzátor a čiastočne kompenzačnú dutinu. To je možné, ak sú splnené nasledujúce podmienky:

. (1.6) Porucha tretí stav môže viesť k tomu, čo by bolo vyrovnanie dutina je úplne naplnená kvapalinou, čo vedie k tvorbe nemožné potrebnej kondenzačného povrchu, čo môže zhoršiť prevádzkyschopnosti CTT. Tieto podmienky sú nevyhnutné a postačujúce na normálnu prevádzku tepelných rúrok typu obrysu.
Výkonnosť obrysu tepelných rúrok. Údaje o výkone sa používajú na inžiniersky výpočet obrysových tepelných rúr. Úloha výpočtu CTT môže byť nastavená v dvoch verziách: verifikácia a návrh. V prvom prípade je potrebné stanoviť také charakteristiky, ako je teplota v zóne dodávky tepla, prevádzková teplota pary, tepelný odpor CTT, kapacita prenosu tepla. V prípade výpočtu konštrukcie je úlohou určiť tie alebo iné konštrukčné parametre CTT alebo pracovné podmienky, ktoré by poskytli požadované výkonové charakteristiky [3, s. 139]. To zahŕňa aj úlohu optimalizácie a výberu vhodného chladiaceho média. V najvšeobecnejšom forme výpočtu znižuje k riešeniu CTT konjugátu teplomassoperenosa problém s počiatočnými a okrajovými podmienkami definovanými zásobovania teplom a tepelné záchytky, tepelnými trubicami konštrukčných prvkov, ako aj výmenou tepla s okolím. V praxi je potrebné urobiť predpoklady, ktoré sú spôsobené buď špecifikami postupov prenosu a konštrukciou CTT, alebo potrebou zjednodušenia na získanie riešenia. Ako vyplýva z prevádzkových podmienok KTT (1.1-1.2), schopnosť prenosu tepla KTT a teplota závisia najmä od hodnôt straty tlaku tepelného nosiča v rôznych dopravných úsekoch. Tlaková strata v parnej linke, predtým označená ako, v podstate závisí od režimu toku pary. Tento režim je zase určený hodnotou kritéria Reynoldsovho kritéria:

, (2.1) a zodpovedá režimu laminárneho toku, - vyvinul turbulentný a príležitostne prechodný režim. Zvyčajný vzorec na výpočet tlakovej straty v parnej linke je:

, (2.2), kde gradient tlaku pary v smere jeho pohybu v všeobecnej forme je určený:

. (2.3) Hodnoty koeficientu trenia a koeficient zohľadňujúce vplyv stlačiteľnosti pár sa berú z referenčnej tabuľky. Tu M je kritérium Mach:, a je plynová konštanta chladiacej kvapaliny a adiabatický index. Pri absencii pôsobenia oblasti hromadných síl je tlaková strata v parnej linke zvyčajne veľkou časťou veľkosti, takže v procese výpočtu QTT je žiaduce určiť hodnotu čo najpresnejšie. Výpočet tlakových strát v parných vypúšťacích kanáloch (vo vzorci 1.1) je veľmi komplikovaný prítomnosťou vstrekovania pary, ako aj faktom, že prierez vypúšťacích kanálov pary môže mať iný tvar. V súčasnosti je možné určiť stratu tlaku pár vo výpustných kanáloch pary len v prípade laminárneho prúdenia, t.j. v prípade. V poslednom vzťahu - počet vypúšťacích kanálov pary, - obvod úseku. Pretože nie je možné brať do úvahy vplyv vstrekovania pary na koeficient trenia vzduchu, predpokladá sa, že jeho odpor pozostáva z dvoch zložiek: viskóznej a inerciálnej. Prvý z nich je určený trecím odporom bez vstrekovania:

, (2.4), kde je ekvivalentný parameter, je úsek, koeficient zohľadňuje tvar kanálu. Inerciálna zložka v prvej aproximácii môže byť určená vzorcom:

. (2.5) Výpočet tlakovej straty v kondenzátore nie je možný bez zohľadnenia výmeny tepla s prostredím. Pri praktických výpočtoch CTT v súčasnosti nezohľadňuje hydraulický odpor kondenzátora. Hydraulický odpor kondenzátu je určený vzorcom:

(2.6) Prvý termín na pravej strane vzorca určuje trecí odpor. Táto hodnota je zvyčajne zanedbateľná. Druhý termín zohľadňuje hydrostatický tlak spojený s pôsobením gravitačného poľa. Tlaková strata v kapilárnej štruktúre sa vypočíta podľa aproximácie Darcy a pre odparovače príslušného typu sú:

. (2.7) Termálny aspekt výpočtu CTT spočíva v určení poklesov teploty v hlavných tepelne namáhaných oblastiach, a to v kapilárnej štruktúre, v odparovacích a kondenzačných zónach. Na posúdenie tepelnej vodivosti kapilárnej štruktúry je vhodné použiť bezrozmerné, ktoré podľa vzorca

, (2.9) kde. Vzorec (3.9) platí v prípade, keď je dĺžka kapilárnej štruktúry podstatne väčšia ako jej hrúbka. V reálnych teplovodných rúrach sú charakteristické rozmery kapilárnych štruktúr také, že tento pomer je pozorovaný, ale funkčný vzťah je presnejší:

, (2.10) kde je bezrozmerné kritérium Peletu.
Výpočet maximálnej prenosovej kapacity tepelného potrubia s amoniakovou slučkou s dĺžkou prenosu tepla 1 meter.

Východiskové parametre kapilárnej štruktúry:,,,,. Parametre parnej trubice:. Parametre linky kondenzátu:. Parametre kanálov na vypúšťanie pary:,,. Parametre kondenzátora:. Tepelný nosič CTT - amoniak. Rozsah prevádzkových teplôt KTT -

Výpočet 1. Vzorce výpočtu tlakovej straty na dopravných úsekoch CTT:


2. Rovnica tlakovej rovnováhy:

Vzhľadom na to, že rovnica tlakovej rovnováhy závisí od tepelného zaťaženia a teploty, riešenie tejto rovnice vo vzťahu k, je možné získať závislosť maximálnej prenosovej kapacity tepla CTT na teplotu pary. 3. Graf maximálnej prenosovej kapacity tepla CTT z teploty pary (obrázok 2):

Obr. 2. Závislosť prenosu tepla CTT na teplotu pary 4. Výsledky výpočtu a ich analýza: Zistite, kde je možné pozorovať najväčšiu tlakovú stratu. V tabuľke. 1 sa zaoberá prípadom, keď teplota preteká cez tri hodnoty: a.

Tabuľka 1. Tlaková strata v rôznych oblastiach CTT