Теплоотдача 1м трубы: Теплоотдача 1 м стальной трубы – проводим расчет

Содержание

Регистры отопления

Регистры отопленияп

Регистры отопления из горизонтально расположенных гладких труб, соединенных между собой отводами, или перемычками для циркуляции теплоносителя.

Регистр отопления изготавливают из гладкой стальной трубы диаметром от 25 до 219 мм. Регистр отопления представляет собой ряд труб (иногда это всего одна труба), соединенных параллельно, имеющих один входной и один выходной патрубок, а также штуцер с резьбой для присоединения воздухоотводчика. Патрубки входа и выхода теплоносителя могут быть изготовлены как под приварку, так и в резьбовом или фланцевом исполнении. Максимальное рабочее давление, на которое рассчитан регистр системы отопления, составляет 1 МПа (10 кгс/см2)

 

Секционный регистр отопления

 

 

Змеевиковый регистр отопления

 

Регистр отопления с колонками

 

Регистр отопления с ТЭНом

 

Регистры отопления из стальных электросварных труб применяются для обогрева зданий. Большой объем теплоносителя и размеры позволяют регистрам обогревать помещения большой площади: склады, производственные цеха, мойки, гаражи, хозяйственные и промышленные объекты.


 

 

Основные рабочие параметры регистров отопления:

  • Материал: сталь Ст3сп, Ст20, 09Г2С, нержавеющая сталь 12Х18Н10Т
  • Присоединение: фланцевое, внешняя резьба или под приварку
  • Рабочая среда: пар, вода
  • Регистры подвергаются гидравлическим испытаниям давлением 16 кгс/см²
  • Диаметр труб: от 25 до 150 мм
  • Расстояние между секциями: от 50 мм (рекомендуемое)
  • Теплоотдача 1 м: до 550 Вт

Мы изготавливаем регистры отопления различных конструкций и назначений, секционные, змеевиковые, регистры с колонками, регистры отопления по чертежам заказчика, а так же защитные ограждения для регистров.

 

 

 

Пример обозначения:

РГ 3-133х4,0-1800 Ду20

РГ – регистр отопления горизонтальный
3 – количество секций (труб)
133х4,0 – диаметр и толщина стенки труб
1800 – длинна регистра отопления
Ду 20 – диаметр патрубков подключения

 

Теплоотдача (кВт/м) 1 метра трубы регистра отопления

Диаметр трубы, Ду мм.

25

32

40

50

65

80

100

125

150

Теплоотдача кВт/м 1-го рядного регистра

0,157

0,179

0,22

0,29

0,372

0,436

0,529

0,651

0,779

Теплоотдача кВт/м 2-х и более рядного регистра

0,131

0,165

0,18

0,238

0,305

0,357

0,434

0,558

0,668

Площадь обогрева 1 м трубы регистра отопления

Диаметр трубы регистра, мм

25

32

45

57

76

89

108

133

159

Площадь обогрева, м²

0,5

0,56

0,69

0,94

1,19

1,37

1,66

2,0

2,3

Трубы для регистров отопления ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80

Диаметр трубы, мм

Вес 1 м трубы, кг

Объем 1 м трубы, л

45х3,0

3,1

1,25

57х3,5

4,6

1,96

76х3,5

6,2

3,42

89х3,5

7,4

5,02

108х3,5

9

7,85

133х4,0

12,7

12,27

159х4,0

15,3

17,67

 

 

Теплоотдача теплого пола – По полу

Содержание

  • 1 Таблица для расчета теплоотдачи теплого пола
  • 2 Особенности установки
  • 3 Расчет потребности в тепле
  • 4 Расчет теплоотдачи для греющего кабеля
  • 5 Расчет теплоотдачи для водяного теплого пола
  • 6 Мощность водяного теплого пола
    • 6. 1 Значение удельной мощности в зависимости от типа обогреваемых помещений
  • 7 Что такое тёплый пол?
  • 8 Виды тёплых полов
    • 8.1 Водяной тёплый пол
    • 8.2 Форма укладки водяного тёплого пола
    • 8.3 Теплоотдача водяного теплого пола
    • 8.4 Виды электрических тёплых полов
    • 8.5 Кабельный с армирующей сеткой электрический тёплый пол
    • 8.6 Пленочный электрический тёплый пол

Таблица для расчета теплоотдачи теплого пола


При этом она с легкостью сочетается с любыми типами напольных покрытий, включая линолеум, ковролин, кафельную плитку и ковровое покрытие. Система гарантирует надежность, долговечность, стойкость к влаге, безопасность и легкость монтажа.

Особенности установки


Отопительная система должна работать в температурном диапазоне, который не превышает 60 градусов. Если упустить этот момент, возможна порча имущества. Сама поверхность водяного пола должна иметь оптимальную температуру, чтобы удовлетворять потребности. Это не только позволит добиться высокого комфорта эксплуатации, но и будет гарантировать отсутствие возможных заболеваний для ног. Чаще всего это значение достигает 26 градусов.

  1. Потребности пространства в тепле. Этот параметр определяется климатической зоной, качеством изоляции и габаритами помещения.
  2. Рассчитываемая удельная мощность отопления в перерасчете на каждый квадрат площади, которая будет обогреваться.
  3. Будет ли покрыта необходимость помещения в тепле посредством теплого водяного пола.

Прежде чем осуществлять расчет потребности теплоотдачи, нужно учесть некоторые моменты. Первоначально нужно определить максимальную теплопроводность материалом, которые расположены выше трубы, пленок и кабелей, выступающих в качестве нагревательных элементов. Эффективность теплоотдачи зависит по прямо пропорциональному закону от тепловой мощности, по обратно пропорциональному от сопротивления покрытия.

Необходимость в тепловой мощности определяется теплоизоляцией и ее качеством. Предпочтительно придерживаться нормативов, которые будут гарантировать высокие эксплуатационные характеристики и комфорт.

Расчет потребности в тепле


  1. По формуле Q=S/10. Здесь Q – потребность тепла в киловаттах, S – площадь помещения, метр квадратный.
  2. Каждый кубический метр объема пространства требует 40 ватт тепла.
  3. Крайние этажи требуют в расчете 1,2-1,3 дополнительных коэффициента. Для частных построек он составляет 1,5.
  4. Дополнительно расчет требует по 100 ватт на каждое стандартное окно, по 200 ватт на балконы или двери.
  5. Нужно учитывать коэффициенты в зависимости от территориальной местности и климатической зоны.

Номинальная мощность в этом случае составляет 150-220 Ватт. Нужно понимать, что сам пленочный нагреватель – это слой фольгоизола для трубы. Он представляет собой вспененный полиэтилен, поверхность которого покрыта фольгой. Из-за этого часть тепла рассеивается, ведь эффективность зависит от толщины.

Расчет теплоотдачи для греющего кабеля


  1. Шаг варьируется в диапазоне от 10 до 30 см. Чем он больше, тем более явный характер будет носить неравномерность нагрева.
  2. Длина кабеля определяется по следующей формуле – L=S/Dx1,1. Здесь S – площадь в квадратных метрах, 1,1 – коэффициент для учета изгибов, D – шаг укладки.

Расчет теплоотдачи для водяного теплого пола


  1. Температуру теплоносителя для трубы. Она обычно достигает 50 градусов и превышает температуру поверхности. Таблица поможет определить предпочтительные значения.
  2. Шаг укладки водяного пола. С его уменьшением количество тепла увеличивается при передаче стяжке. Нужно учитывать здесь и диаметр трубы.
  3. Температура воздуха. С ее уменьшением тепловой поток увеличивается.
  4. Диаметр трубы, по которой осуществляется движение теплоносителя.

Помните о необходимости рассчитать тепловой поток с поверхности водяного пола. Чаще всего он достигает 12,6 Вт (м 2 хС). Это значение будет прямо пропорциональным перепаду температур.

Каждый этап проекта должен быть грамотно разработан с учетом всех норм, правил и нюансов. Перед тем как рассчитать водяной теплый пол, следует ознакомиться с особенностями его монтажа. Это обосновано тем, что ошибки, которые будут возникать в процессе эксплуатации, исправить будет уже не возможно.

Читать  Чем резать плинтуса пластиковые

Расчет длины трубы теплого водяного пола основывается на том факторе, что максимальная длина любого участка не может быть больше, чем 80-100 м.

Схема укладки труб теплого пола и необходимые расчеты

Для расчета общей продолжительности трубы, предназначенной для отдельного контура, используется следующая формула:

Также к этому значению следует прибавлять параметры длины трубы, которые требуются для монтажа линии подачи, а также для создания обратной ветки к коллектору.

Прокладывание труб для теплого пола

  • рулонная гидроизоляция – количество данного материала определяется путем вычисления площади пола с запасом в 10%, который потребуется для перекрытия стыков;
  • утеплитель в виде пенополистирола — используется 5 % для подгонки и обрезки;
  • лента демпферная – укладывается по периметру комнаты, а также в местах стыка;
  • сетка арматурная – количество сетки равняется площади помещения, которая увеличена в 1,4 раза;
  • бетон – зависит от предполагаемой толщины стяжки.

Мощность водяного теплого пола


В основе метода обогрева помещения путем использования способа водяного теплого пола лежит принцип использования не горячей, а теплой воды.

Терморегулятор для теплого пола

Благодаря системе отопления в виде водяного теплого пола, предоставляется возможность создать благоприятные температурные условия, используя при этом лишь 40-150 Вт на квадратный метр. Несмотря на то, что этот показатель является относительно небольшим, но его вполне достаточно для достижения цели. Равномерное распределение водяного потока по всему периметру комнаты дает возможность снижать мощность обогревательного устройства.

Количество электроэнергии, которое необходимо для обогрева 1 кв. м. представляет собой основополагающий фактор. Благодаря ему предоставляется возможность определиться с типом обогрева помещения, а именно основной или дополнительный это вид. При этом следует исходить из тех факторов, что пространство, которое подвергается активному обогреву, должно немного превышать половину общей площади этой комнаты. Зачастую данный показатель имеет значение в 60-70%. Если водяной теплый пол характеризуется, как единственный источник тепла, то значением мощности термопленки принимается показатель в 150Вт/м².

Определение мощности теплого пола при помощи специальных программ

С целью экономии затрат на оплату электрической энергии, которая используется обогревательным устройством, рекомендуется подключать термостат в сеть инфракрасного теплого пола. В результате это дает возможность не только установить контроль над работой электрических компонентов, но и снижать при этом затраты на 35%. Таким образом, можно утверждать, что электрический теплоноситель употребляет лишь 65% изначально планируемой мощности.

18 м² х 0,7 х (150 Вт/м² х0,65) = 1229 Вт/час,

0,65 – показатель, уточняющий процент работы элементов при условии использования терморегулятора.

1229 х 3,58 / 1000 = 4,40 р. а за 7 часов работы за весь день: 7 х 4,40 = 30,8 р.

Температурный показатель поверхности пола для ванных комнат при таком способе отопления может достигать различных значений, максимум которых закреплен на 33 градусах.

Значение удельной мощности в зависимости от типа обогреваемых помещений


Такое деление возникает из-за функционального предназначения рассматриваемой площади. Если сравнивать спальню и застекленную лоджию, то для второго варианта требуется намного больше мощности, чем для первого. Стандартными показателями считаются следующие данные: кухня – 110-150 Вт/м², ванная – 140-150 Вт/м², лоджия под стеклянным покрытием – 140-180 Вт/м².

Читать  Конструкция теплого пола водяного

Главным показателем, на который ориентируется человек при выборе способа нагревательного устройства, является расчет мощности водяного теплого пола на квадратный метр. Если теплый пол является единственным источником отопления, то удельная его мощность должна характеризоваться такими значениями – 150-180 Вт/м². Если данный способ обогревания выступает в качестве дополнительного, то величина мощности приравнивается к 110-140 Вт/м² .

Так как погода бывает переменчивая и потребность в обогреве помещений изменяется, следует использовать регуляторы. Различают их ручного и автоматического типа.

При формировании контура теплого пола, особое внимание следует уделить выбору способа его подключения. В качестве места для подсоединения к общей системе может быть радиатор, магистральная труба, полотенцесушитель.

Полотенцесушитель для подключения системы теплого пола

Если выбор способа подключения к системе отопления сделан в пользу полотенцесушителя, то в обязательном порядке следует предусмотреть установку краном, а именно Маевского или обычного типа. Благодаря таким элементам предоставляется возможность удалить из системы образовавшийся воздух.

В целях безопасности и удобства в последующем обслуживании не следует бетонировать узел подключения. В противном случае доступ к нему будет исключен, что является не очень хорошо. Зачастую в качестве места его установки выбирают пространство под ванной либо нишу в стене, если такая имеется. При втором варианте обычно ее скрывают под декоративной дверцей или же плиткой, которую легко потом снять.

Чтобы теплоотдача теплого водяного пола была максимальной, применяется теплоизоляция. В качестве материала берется экструдированный пенополистирол толщиной в 50 мм и плотностью 35 кг на куб либо фольгированный пеноизолом. Следующим шагом является укладка отражающей пленки, задача которой направить тепловую энергию вверх. Для покрытия стен используется демпферная краевая лента. Ее задача – это защита стяжки от образования трещин.

Самым часто используемым методом является способ «улитка». Для нее характерно:

Если теплоизоляция производится за счет пленки, ее следует прикрепить к напольному покрытию саморезами.

С целью избежать неприятностей в будущем по поводу качества выполненной укладки теплого пола, следует в обязательном порядке проверять ее на герметичность соединения.

Проверка системы на герметичность

Только после 21-28 дней от дня заливки бетонной смеси систему можно вводить в эксплуатацию. Но при этом следует делать это постепенно – повышать температурный режим со временем. В противном случае это грозит появлением разности коэффициента расширения.

Схема укладки труб теплого пола и необходимые расчеты

Таблица расхода трубы теплого пола

Прокладывание труб для теплого пола

Автоматизация процесса расчетов системы теплого пола

Терморегулятор для теплого пола

Внешний вид конструкции теплого пола

Определение мощности теплого пола при помощи специальных программ

Расчет мощности и таблица теплопотребления разных частей здания

Укладка водяного теплого пола

Полотенцесушитель для подключения системы теплого пола

Выполнение проекта теплого водяного пола

Металлопластиковые трубы для конструкции теплого пола

Проверка системы на герметичность

Стяжка теплого пола бетоном

Расчет необходимого количества материалов для монтажа системы теплого пола

Схема укладки и расчета трубопровода

Что такое тёплый пол?


Тёплый воздух распространятеся в помещении более равномерно, при использовании тёплых полов, и это положительно влияет на здоровье человека. Области тела с более высокой теплоотдачей требуют соответствующих температурных зон, для того, чтобы выровнять температуру тела. Если в зоне головы тепловой поток выше, чем в зоне ног, то нарушается баланс теплообмена, климат в помещении считается неблагоприятным.

26°С — в помещениях с постоянным пребыванием людей,

По оси нагревательного элемента температура поверхности пола в детских садах, жилых зданиях и плавательных бассейнах не должна превышать 35°С.

Под напольным покрытием находятся нагревательные элементы, которые отдают тепло полу, нагреваю помещение.

Виды тёплых полов


Водяной тёплый пол


Принцип работы водяного теплого пола довольно очень прост. Горячая вода течет по специальной трубке, вмонтированной в пол. За счёт разницы температуры воды, которая циркулирует в системе тёплого пола, тепло в помещении распространяется более равномерно, чем при использовании обыкновенной системы отопления.

Для системы отопления тёплого пола, как правило использую металлопластиковые трубы, но возможны и другие варианты.

Перед началом монтажа необходимо продумать план укладки (что бы знать необходимую длину трубы), размещение деформационных швов (если площадь тёплого пола более 30м2) и форму и Шаг укладки.

Укладка многослойных металлопластиковых труб может осуществляться в любой удобной форме. Благодаря малому температурному удлинению при применении металлопластиковых труб не возникает проблем, связанных с механическим воздействием температурной нагрузки при длительной эксплуатации.

Форма укладки водяного тёплого пола


Укладка «Спиралью» — Чередование более тёплой подачи и менее тёплой обратки происходит более равномерное распределение температуры поверхности пола.

Укладка «одиночным змеевиком» с уплотнением в краевой зоне: — Меньший шаг в зоне уплотнения увеличивает теплоотдачу поверхности пола в этой зоне.

Не обязательно делать тёплый пол под мебелью, лучше отступить от стены необходимое расстояние.

10, 15, 20, 25, 30см. Шаг в 200мм считается наиболее оптимальным, т.к. обогревается вся поверхность пола и упрощается монтаж в местах поворота трубы.

Теплоотдача водяного теплого пола


Одна секция отопительного прибора высотой 500мм даёт от 140 до 180Вт тепла. 1 квадратный метр тёплого пола даст от 40 до 90Вт. При большей теплоотдачи, температура поверхности пола становится выше 26°С.

Дано: Помещение с температурой внутри +22°С и керамическим напольным покрытием. Толщина цементно-песчаной стяжки 45 мм над трубой.

Теплоотдача 1 квадратного метра тёплого пола при шаге 200мм: 39,9Вт

При средней температуре теплоносителя +40°С.

Температура поверхности: +30,2 °С.(Больше 26°С)

Виды электрических тёплых полов


  1. Кабельный
  2. Кабельный с армирующей сеткой
  3. Пленочный (инфракрасный)

Принцип электрического кабельного тёплого пола точно такой же как и водяного тёплого пола.

Максималную длину одной ветки, а также шаг, глубину укладки и теплоотдачу необходимо смотреть в инструкции к конкретному тёплому полу.

Кабельный с армирующей сеткой электрический тёплый пол


Пленочный электрический тёплый пол


Главный плюс плёночного тёплого пола в том, что его можно монтировать самостоятельно под любое покрытие – от ламината до плитки, без цементной стяжки.

После пленку необходимо подключить к проводке. Установить контактные зажимы на краях медной полосы и к ним подключить контактные провода.

Необходимо заизолировать битумной изоляции все места подключения проводов и места разреза пленки с обратной стороны.

В любом случае необходимо ВНИМАТЕЛЬНО изучить инструкцию по монтажу и эксплуатации перед началом работ с электрическими тёплыми полами

Потребление пара трубами и воздухонагревателями

Дом / Узнать о паре /

Потребление пара трубами и воздухонагревателями

Содержимое

  • Инженерные единицы
  • Что такое пар?
  • Перегретый пар
  • Качество пара
  • Теплопередача
  • Методы оценки расхода пара
  • Измерение потребления пара
  • Тепловой рейтинг
  • Энергопотребление резервуаров и чанов
  • Отопление с помощью змеевиков и кожухов
  • Обогрев чанов и резервуаров с помощью впрыска пара
  • Потребление пара трубами и воздухонагревателями
  • Потребление пара теплообменниками
  • Потребление пара растительными предметами
  • Энтропия – основное понимание
  • Энтропия – ее практическое применение

Назад, чтобы узнать о паре

Расход пара в трубах и воздухонагревателях 

Пар будет конденсироваться и отдавать свою энтальпию испарения на стенках любой трубы при более низкой температуре. Обычно нет возможности или необходимости точно рассчитывать расход пара. Этот учебник позволяет сделать удовлетворительные оценки для большинства практических целей.

Пар будет конденсироваться и отдавать свою энтальпию испарения на стенках любой трубы или трубки, подвергающихся воздействию окружающего воздуха. В некоторых случаях, например, в паровых магистралях, теплопередача сводится к минимуму за счет футеровки труб. В других случаях, например, в батареях воздухонагревателей, передаче тепла может способствовать использование ребер на внешней стороне труб.

Обычно нет возможности или необходимости точно рассчитывать расход пара. Примеры в этом модуле позволяют сделать достаточные оценки для большинства практических целей.

Паропровод

В любой паровой системе необходимо учитывать конденсацию пара, вызванную самой трубой. Скорость конденсации будет наибольшей в период прогрева, и именно это должно определять размер конденсатоотводчиков, используемых для дренажа магистрали. При использовании паропровода также будут меньшие (но постоянные) потери тепла из трубы. Обе эти составляющие можно рассчитать как «нагрузку при разогреве» и «нагрузку при беге».

Нагрузка для прогрева

Сначала потребуется тепло, чтобы довести холодную трубу до рабочей температуры. Из соображений безопасности рекомендуется делать это медленно, трубы также выигрывают от снижения термических и механических нагрузок. Это приведет к меньшему количеству утечек, снижению затрат на техническое обслуживание и увеличению срока службы трубы. Медленного прогрева можно добиться, установив небольшой клапан параллельно основному запорному клапану (Рисунок 2.12.1). Размер клапана может быть изменен в зависимости от требуемого времени прогрева. Автоматическое медленное открытие клапана прогрева на больших трубах может повысить безопасность.

Можно успешно использовать один главный запорный клапан, но, поскольку его размер будет соответствовать требованиям к расчетному расходу трубопровода, он будет слишком большого размера в период прогрева и, следовательно, в это время будет работать очень близко к своему седлу. Сепаратор, расположенный перед клапаном, обеспечивает сухость проходящего пара, защищая трим от преждевременного износа.

Время, необходимое для прогрева любого паропровода, должно быть как можно дольше в допустимых пределах, чтобы свести к минимуму механическую нагрузку на трубопровод, оптимизировать безопасность и снизить пусковые нагрузки.

Если вместо 5 минут можно использовать 10 минут, первоначальный расход пара уменьшится вдвое. Время прогрева в 20 минут еще больше снизит прогревочную нагрузку.

Расход пара, необходимый для доведения системы трубопроводов до рабочей температуры, зависит от массы и удельной теплоемкости материала, повышения температуры, энтальпии испарения используемого пара и допустимого времени.

Это может быть выражено уравнением 2.12.1:

Пример 2.12.1 Потери тепла от паропровода

Система состоит из 100 м магистрали из углеродистой стали диаметром 100 мм, которая включает 9 пар фланцевых соединений PN40 и один запорный клапан.

cp для стали = 0,49 кДж/кг °C

Температура окружающей среды/начальная температура составляет 20 °C, а давление пара составляет 14,0 бар изб., 198 °C по данным паровых таблиц (см. Таблицу 2.12.2).

Таблица 2.12.2 Выдержка из паровых таблиц

Давление
бар изб.
Температура насыщения °C
Энтальпия (энергия) в кДж/кг Удельный объем сухого насыщенного пара м 3 /кг
Вода
ч ж
Испарение
ч фг
Пар
ч г
14 198 845 1 947 2 792 0,132

Определить: 

Часть 1. Скорость конденсации при прогреве при времени прогрева 30 минут.
Часть 2. Подвижная нагрузка при толщине изоляции 75 мм.

Часть 1 Расчет прогревочной нагрузки

Примечание. Эта скорость конденсации будет использоваться для выбора соответствующего регулирующего клапана прогрева.

При выборе конденсатоотводчиков скорость конденсации следует умножить на два, чтобы учесть более низкое давление пара, которое будет иметь место до завершения прогрева, а затем разделить на количество установленных конденсатоотводчиков, чтобы получить требуемую производительность каждого из них. ловушка.

Таблица 2.12.3 Типовой вес стальной трубы, фланцев и болтов, запорной арматуры в кг0096 Сх. 40 труб кг/м Вес фланца на пару Запорный клапан фланцевый PN40 PN40 АСМЭ
(АНСИ)
150 АСМЭ
(АНСИ)
300 15 1,3 1,7 1,8 2 4 20 1,7 2,3 2,2 3 5 25 2,5 2,6 2,4 4 6 32 3,4 4 3 6 8 40 4. 1 5 4 8 11 50 5,4 6 6 9 14 65 8,6 9 8 12 19 80 11,3 11 11 15 26 100 16,1 16 16 23 44 15028,2 28 26 32 88

Часть 2 Рабочая нагрузка

Пар будет конденсироваться по мере потери тепла из трубы в окружающую среду: Скорость конденсации зависит от следующих факторов:

  • Температура пара.
  • Температура окружающей среды.
  • Эффективность запаздывания.

В таблице 2.12.4 приведены типичные скорости тепловыделения, ожидаемые от стальных труб без футеровки в неподвижном воздухе при 20°C.

Таблица 2.12.4 Тепловыделение стальных труб без теплоизоляции, находящихся на открытом воздухе при 20 °C (Вт/м)

Перепад температур пар-воздух °C Размер трубы (мм)
15 20 25 32 40 50 65 80 100 150
50 56 68 82 100 113 136 168 191 241 332
60 69 85 102 125 140 170 208 238 298 412
70 84 102 124 152 170 206 252 289 360 500
80 100 122 148 180 202 245 299 343 428 594
100 135 164 199 243 272 330 403 464 577 804
120 173 210 256313 351 426 522 600 746 1 042
140 216 262 319 391 439 533 653 751 936 1 308
160 263 319 389 476 535 651 799 918 1 145 1 603
180 313 381 464 569 640 780 958 1 100 1 374 1 925
200 368 448 546 670 754 919 1 131 1 297 1 623 2 276
220 427 520 634 778 877 1 069 1 318 1 510 1 892 2 655

Распределительные магистрали, как правило, имеют изоляцию, что, безусловно, является преимуществом, если фланцы и другие элементы трубопроводного оборудования также имеют изоляцию. Если магистраль фланцевая, каждая пара фланцев будет иметь примерно такую ​​же площадь поверхности, как 300 мм трубы того же размера.

Скорость теплопередачи увеличивается, когда поверхность теплопередачи подвергается движению воздуха. В этих случаях следует учитывать коэффициенты умножения, как показано в таблице 2.12.5.

Если установлены оребренные или гофрированные трубки, всегда следует использовать данные производителя по теплоотдаче.

В повседневной жизни скорость воздуха до 4 или 5 м/с (приблизительно 10 миль/ч) соответствует слабому бризу, от 5 до 10 м/с (приблизительно 10–20 миль/ч) – сильному ветру. Для сравнения типичная скорость воздуховода составляет около 3 м/с.

Таблица 2.12.5 Приблизительное увеличение выбросов из-за движения воздуха по трубам с высоким коэффициентом излучения

Скорость воздуха
(м/с)
Коэффициент выбросов
0 1
0,5 1
1 1,3
1,5 1,5
2 1,7
2,5 1,8
3 2
4 2,3
6 2,9
8 3,5
10 4

Примечание : Точные цифры определить сложно, так как на это влияет множество факторов. Коэффициенты в таблице 2.12.5 являются производными и дают приблизительное представление о том, насколько должны быть умножены цифры в таблице 2.12.4. Трубы, подвергающиеся движению воздуха со скоростью примерно до 1 м/с, можно рассматривать как находящиеся в неподвижном воздухе, и потери тепла до этого момента довольно постоянны. Ориентировочно, окрашенные трубы будут иметь высокий коэффициент излучения, окисленная сталь – средний коэффициент излучения, а полированная нержавеющая сталь – 9.0094 низкий коэффициент излучения.

Снижение тепловых потерь будет зависеть от типа и толщины используемого теплоизоляционного материала, а также от его общего состояния. Для большинства практических целей футеровка паропроводов уменьшит выбросы тепла, указанные в Таблице 2.12.4, на коэффициент изоляции (f), показанный в Таблице 2.12.6.

Обратите внимание, что эти коэффициенты являются только номинальными значениями. Для конкретных расчетов обратитесь к производителю изоляции.

Таблица 2. 12.6 Коэффициенты изоляции ‘f’

Размер трубы NB (мм) Давление пара
1 бар изб. 5 бар изб. 15 бар изб. 20 бар изб.
Изоляция 50 мм
15 0,16 0,14 0,13 0,12
20 0,15 0,13 0,12 0,11
25 0,14 0,12 0,11 0,1
32 0,13 0,11 0,1 0,1
40 0,12 0,11 0,1 0,09
50 0,12 0,1 0,09 0,08
65 0,11 0,1 0,09 0,08
80 0,1 0,1 0,08 0,07
100 0,1 0,09 0,08 0,07
150 0,1 0,09 0,07 0,07
Изоляция 75 мм
15 0,14 0,13 0,12 0,11
20 0,13 0,11 0,11 0,1
25 0,13 0,11 0,10,09
32 0,11 0,1 0,09 0,08
40 0,1 0,09 0,09 0,08
50 0,1 0,09 0,08 0,07
65 0,1 0,08 0,08 0,07
80 0,09 0,08 0,07 0,07
100 0,08 0,08 0,07 0,06
150 0,08 0,07 0,07 0,06
Изоляция 100 мм
15 0,12 0,11 0,1 0,08
20 0,11 0,1 0,09 0,07
25 0,1 0,09 0,08 0,07
32 0,1 0,08 0,08 0,06
40 0,09 0,08 0,08 0,06
50 0,08 0,08 0,07 0,06
65 0,08 0,07 0,06 0,05
80 0,07 0,07 0,06 0,05
100 0,07 0,07 0,06 0,05
150 0,07 0,06 0,05 0,04

Потери тепла из изолированной сети можно выразить следующим образом в уравнении 2. 12.2:

Определить длину, L:

Предполагая припуск, эквивалентный 0,3 м для каждой пары фланцев и 1,2 м для каждого запорного клапана, общая эффективная длина (L) паропровода в этом примере составляет:

Определить коэффициент тепловыделения, Q̇:

Температура пара при манометрическом давлении 14,0 бар составляет 198 °С, а при температуре окружающего воздуха 20 °С разница температур составляет 178 °С.
Из таблицы 2.12.4: Тепловые потери для трубы 100 мм ≈ 1 374 Вт/м

Определите коэффициент изоляции, f:

Коэффициент изоляции для изоляции толщиной 75 мм на трубе диаметром 100 мм при 14 бари (из таблицы 2.12.6) составляет приблизительно 0,07.

Как видно из этого примера, прогревочная нагрузка 161 кг/ч (см. пример 2.12.1, часть 1) существенно больше рабочей нагрузки 18,3 кг/ч, и в целом размеры конденсатоотводчиков в режиме прогрева автоматически адаптируется к рабочей нагрузке.

Если бы паропровод выше был без футеровки или футеровка была бы повреждена, рабочая нагрузка была бы примерно в четырнадцать раз больше.

При использовании неизолированной трубы или трубы с плохой изоляцией всегда сравнивайте рабочие нагрузки и нагрузки при прогреве. Для определения размера конденсатоотводчиков следует использовать более высокую нагрузку, как описано выше. В идеале качество изоляции должно быть улучшено.

Примечание. При расчете потерь при прогреве целесообразно учитывать правильную спецификацию трубы, поскольку вес труб может варьироваться в зависимости от различных стандартов труб.

Нагрев воздуха

Плотность и удельная теплоемкость воздуха незначительно меняются в зависимости от температуры. Для большинства практических целей при нагреве воздуха для ОВКВ и технологических процессов с использованием подхода, упомянутого ниже, можно использовать номинальное значение 1,3 кДж/м³ °C для удельной теплоемкости и 1,3 кг/м 3 для плотности.

Трубы воздушного отопления

Нагретый воздух требуется для многих применений, включая:

  • Отопление помещений.
  • Вентиляция.
  • Процесс приложений.

Требуемое оборудование часто состоит из матрицы трубок, заполненных паром, установленных поперек воздушного потока. Когда воздух проходит по трубам, тепло передается от пара к воздуху. Часто для минимизации габаритов и массы оборудования и возможности его установки в ограниченном пространстве с меньшими вспомогательными работами, а также для ограничения стоимости скорость теплопередачи от труб к воздуху увеличивают за счет добавления ребер к наружной стенке трубы.

Это приводит к увеличению доступной площади теплопередачи и, таким образом, к уменьшению количества необходимых трубопроводов. На рис. 2.12.2 показан пример оребренной трубы.

В целом, воздухонагреватели можно разделить на две категории:

  • Тепловентиляторы.
  • Аккумуляторы воздухонагревателя.
Тепловентиляторы

Состоят из батареи обогревателя и вентилятора в одном компактном корпусе (рис. 2.12.3). Первичная среда (пар) конденсируется в батарее нагревателя, а воздух нагревается, обдувая змеевики и выбрасываясь в помещение.

Тепловентиляторы могут быть оборудованы воздуховодом для впуска свежего воздуха, но чаще работают с рециркуляционным воздухом.

Теплый воздух может выпускаться вертикально вниз или горизонтально. Давление пара, монтажная высота, тип нагнетания и температура на выходе взаимосвязаны, и перед выбором тепловентилятора необходимо свериться с данными производителя. Большинство агрегатов доступны с низко-, средне- или высокоскоростными вентиляторами, которые влияют на номинальную мощность, и снова следует сверяться с данными производителя, поскольку уровни шума на высокой скорости могут быть неприемлемыми.

Аккумуляторы воздухонагревателя

Это действительно более крупные и сложные версии тепловентиляторов, см. рис. 2.12.4. Они доступны во многих конфигурациях, включая установку на крыше или горизонтальные типы, а также могут быть встроены вентилятор и фильтр. Обычно они интегрируются в систему воздуховодов.

  • Могут быть предусмотрены регулируемые жалюзи для регулировки соотношения свежего и рециркулируемого воздуха.
  • Для защиты от замерзания может быть установлено несколько нагревательных блоков.

Производители тепловентиляторов и батарей воздухонагревателей обычно указывают мощность своих нагревателей в кВт при рабочем давлении. Отсюда можно рассчитать скорость конденсации, разделив теплопроизводительность на энтальпию испарения пара при этом давлении. Решение будет в кг/с; умножение на 3 600 (секунд в часе) даст раствор в кг/ч.

Таким образом, тепловентилятор мощностью 44 кВт, работающий при давлении 3,5 бар изб. (hfg = 2 120 кДж/кг из паровых таблиц), будет конденсировать:

Примечание. Константа 3 600 включена в формулу для указания расхода в кг/ч, а не в кг/с. Если данные производителя отсутствуют, но известны:

  • Объемный расход нагреваемого воздуха.
  • Повышение температуры нагреваемого воздуха.
  • Давление пара в подогревателе.

Затем можно рассчитать приблизительную скорость конденсации с помощью уравнения 2.12.3:

Примечание. Константа 3 600 дает решение в кг/ч, а не в кг/с.

Горизонтальные трубы, собранные в змеевики с несколькими рядами труб друг над другом и основанные на естественной конвекции, становятся менее эффективными по мере увеличения количества труб. При расчете скорости конденсации для таких змеевиков цифры, приведенные в таблице 2.12.5, следует умножить на коэффициенты выбросов в таблице 2.12.7.

Вертикально установленные трубы отопления также менее эффективны, чем горизонтальные трубы. Скорость конденсации таких труб можно определить, умножив цифры в таблице 2. 12.4 на коэффициенты в таблице 2.12.6.

Таблицу 2.12.7 также можно использовать для определения скорости конденсации в горизонтальных трубах, используемых для нагрева неподвижного воздуха. В этом случае используйте уравнение 2.12.4:

.
Влияние расхода воздуха

Когда для увеличения потока воздуха, проходящего через змеевики труб, используется вентилятор, увеличивается скорость конденсации. Цифры тепловыделения от голых стальных труб (таблица 2.12.4) могут быть использованы при умножении на коэффициенты, указанные в таблицах 2.12.5, 2.12.7 и 2.12.8, где это целесообразно.

Если рассматриваются оребренные трубы, то во всех случаях следует использовать данные производителя по теплоотдаче.

Пример 2.12.2 Расчет паровой нагрузки на батарею воздухонагревателя

Батарея воздухонагревателя повышает температуру воздуха, протекающего со скоростью 2,3 м³/с, с 18 °C до 82 °C (ΔT = 64 °C) с паром при 3,0 бар g в змеевиках.

Начало страницы

Предыдущий – Обогрев чанов и резервуаров с помощью впрыска пара Далее – Потребление пара теплообменниками 9{-3}$ производится. Температура внутренней стены $T_{1} = 80ºC$, температура окружающего воздуха $T_{2} = 20ºC$. $h = 10$ — коэффициент теплопередачи конвекцией на внешней поверхности изолятора (или медной трубы при отсутствии изоляции). неизолированной трубы, а затем трубы с коаксиальной оболочкой из изоляционного материала

Сопротивлением меди можно пренебречь, поэтому получим выражение для полного сопротивления:

$R_{T} = \frac{ln(\frac{R_{3}}{R_{2}})}{2\pi\lambda_{2}L} + \frac{1}{2\pi hR_{3}L} = 2,2$

При отсутствии изолятора у нас есть только второй член (из-за конвекции):

$R_{T} = \frac{1}{2\pi hR_{2}L} = 2,27$

Тогда для расчета потерь тепла мы просто делаем:

$\phi = \frac{(80 – 20)}{R_{T}} = 27,3$ для изолированной трубы

$\phi = \frac{(80 – 20)}{R_{T}} = 26,4$ для неизолированной трубы

Как это возможно, что я получаю больше потерь тепла, когда труба изолирована, чем когда она не изолирована?

  • термодинамика
  • теплопроводность

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Это очень небрежная ошибка в расчетах, на которую указывали другие. Сумма двух положительных величин должна быть больше любой из них, взятых по отдельности. Пожалуйста, проверьте свои расчеты.

$\endgroup$

$\begingroup$

Как уже указывалось, это ошибка в расчетах, учитывая, что формулы, которые вы использовали, верны (я не проверял формулу, потому что ошибка была очень явной).

Значение для $$\frac{ln(\frac{R_{3}}{R_{2}})}{2\pi\lambda_{2}L} = \frac{0,133}{0,628}=0,2125 $$ Моя точка зрения положительна и не может быть отрицательной, поскольку и числитель $ln(R_3/R_2)$, и знаменатель положительны. Это, добавленное ко второму члену, всегда будет больше, чем только второй член.

Пожалуйста, повторите расчет, так как мне не разрешено предоставлять домашние задания на этой платформе.

$\endgroup$

$\begingroup$

Похоже, есть наихудшее значение толщины изоляции.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *