Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора — с необходимыми пояснениями

Чтобы работа системы отопления была максимально экономичной, но, естественно, без потери своей эффективности, имеет смысл аккумулировать выработанное ею тепло, не востребованное в текущий момент, с тем расчётом, чтобы использовать его в то время, когда котел «отдыхает». Эта проблема решается установкой теплоаккумулятора с соответствующей обвязкой.

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

А как определить, какой объём воды потребуется, чтобы гарантированно сберечь весь выработанный котлом тепловой потенциал? Для этого имеется специальный алгоритм, и он воплощен в размещенный ниже калькулятор расчета объема теплоаккумулятора.

Необходимые пояснения будут приведены ниже.

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

Перейти к расчётам

На чем строится и как проводится расчет?

Безусловно, монтаж, запуск и отладка сложной системы отопления должны проводиться специалистами, иак как существует множество нюансов, который может знать только опытный мастер.

Тем не менее, минимально необходимый объем теплоаккумулятора можно рассчитать самостоятельно хотя бы с тех позиций, чтобы предусмотреть место, достаточное для его установки.

Особую важность теплоаккумулятор приобретает в системах отопления, в которых основными источниками тепла выступают твердотопливный или электрический котлы.

• Функционирование котла, работающего на твёрдом топливе, имеет особенность – своеобразную цикличность. Заправка его топливом проводится с определенной периодичность. В процессе активного горения выработанное тепло может быть избыточным, невостребованным в текущий момент, так как хорошо настроенные контура со своими термостатическими регуляторами возьмут ровно столько, сколько им требуется. А вот после прогорания топлива, до очередной загрузки, следует период простоя, и в этот промежуток времени как раз и пригодится тот тепловой потенциал, который был накоплен в аккумуляторе.
• С электрическим котлом – несколько другой «расклад». Имеет смысл основную его работу спланировать на время действия ночного льготного тарифа, а затем днем использовать накопленное за этот срок тепло.

Кроме того, теплоаккумулятор позволяет подключать к системе отопления и альтернативные источники тепловой энергии, например, солнечные коллекторы – в погожий день они способны дать весомую прибавку в общий энергетический потенциал.

Итак, что необходимо для расчета.

• Указать паспортную номинальную тепловую мощность котла отопления.
• Указать «период активности котла». Под этим условным термином понимается:

— для твердотопливного котла – известное хозяевам время прогорания топливной загрузки.

— для электрического котла – продолжительность действия ночного льготного тарифа на электроэнергию.

• Рассчитанная для конкретного дома необходимая тепловая мощность для качественного отопления. В период «активности» котла значительная часть энергии будет уходить по прямому предназначению – на обогрев помещений.

Как самостоятельно произвести расчет необходимой тепловой мощности? Можно перейти по ссылке к соответствующему калькулятору.

Необходимо сразу сделать важную ремарку – принято считать, что установка теплоаккумулятора тогда станет оправданной, когда мощность источника тепловой энергии хотя бы вдвое превышает потребное ее количество для качественного обогрева помещений.

• Желательно учесть и КПД котла – как ни крути, а потери тепловой энергии в этом плане неизбежны.
• Наконец, алгоритм расчета требует учета разницы температур в трубе подачи на входе из котла, и в «обратке». Необходимо указать соответствующие значения, которые, в принципе, несложно определить опытным путем.

Полученное значение (в литрах или в кубометрах) является минимальным.

Для чего нужен и как работает теплоаккумулятор?

Подробнее о достоинствах и недостатках, устройстве, схемах подключения и других нюансах, касающихся теплоаккумуляторов для котлов отопления – читайте в специальной публикации нашего портала.

Оптимизация дровяной или электрической системы отопления – рассчитываем объем теплоаккумулятора

Некоторые системы отопления будут работать намного эффективнее и экономичнее, если постараться создать какой-то запас выработанного котлом тепла, а затем постепенно расходовать эту накопленную энергию, направляя ее с теплоносителем в нужном количестве на приборы теплообмена – радиаторы, конвекторы, «тёплые полы». И такая возможность имеется – надо лишь в общей схеме найти место для теплоаккумулятора.

Оптимизация дровяной или электрической системы отопления – рассчитываем объем теплоаккумулятора

Но чтобы система работала корректно, и при этом хозяева не понесли напрасных финансовых затрат, нужно правильно подобрать модель такого бака по объёму. Слишком маленький – не справится с задачей, чрезмерно объемный – это повышенная стоимость и слишком большие габариты, под которые приходится подыскивать место в котельной.

Итак, тема сегодняшнего рассмотрения: оптимизация дровяной или электрической системы отопления – рассчитываем объем теплоаккумулятора.

Для чего нужен теплоаккумулятор, и как рассчитывается

Не для всех систем отопления теплоаккумулятор является необходимостью. Но вот владельца домов с электрическими или дровяными котлами – есть о чем задуматься.

• Давайте для начала глянем на работу дровяного котла. Сразу бросается в глаза выраженная цикличность выработки тепловой энергии с чередованием различных этапов.
  От полного отсутствия поступления тепла при регулярной обязательной чистке камер и загрузке топки дровами, до максимальной теплоотдачи при выходе на полную мощность. И так далее – по устоявшемуся режиму работы системы.

Получается, что при активном горении дров тепло вырабатывается, скорее всего, с избытком, а при прогорании закладки его явно недостаточно. Теплоаккумулятор в такой ситуации помогает «сгладить эти синусоиды» — избыточное тепло в период активности накапливается, и по необходимости дозировано отдается в контур отопления.

Один из простейших вариантов обвязки твердотопливного котла с теплоаккумулятором

• Электрические котлы относят к наиболее удобным и безопасным в эксплуатации, чрезвычайно простым и послушным в управлении. Но высокая стоимость электрической энергии «портит всю картину». Чтобы как-то снизить затраты, наверное, имеет смысл перенести работу электрического котельного оборудования на время действия льготных тарифов – на ночь. То есть в этот отрезок времени «накачивать теплом» теплоаккумулятор, а потом в течение дня постепенно расходовать созданный запас.

Кстати, наличие теплоаккумулятора – это большой плюс для тех, кто намеревается использовать альтернативные источники. Например, при желании к нему подключается и расположенный на крыше солнечный коллектор, который в погожий день может выдать очень существенный приток тепла.

Принцип устройства этого аккумулятора не столь сложен – по сути, это вместительный бак, заполненный водой. За счет высокой теплоёмкости воды он получает возможность накапливать тепло, которое потом рационально используется хорошо настроенной системой отопления.

Но какой объем такой буферной емкости необходим? Это необходимо знать хотя бы из тех соображений, чтобы предусмотреть свободное место в котельной для монтажа подобного крупногабаритного оборудования.

Для расчета имеется специальная формула, на основании которой был составлен онлайн-калькулятор, предлагаемый вниманию читателей.

Калькулятор расчета требуемого объема теплоаккумулятора

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению вычислений

Ля расчета пользователь должен указать в полях калькулятора несколько исходных величин.

• Расчетное количество тепла, требуемое для полноценного отопления дома. По идее, хозяева должны располагать такой информацией, если живут в доме не первый год. Если нет, то придётся рассчитать, и с этим мы тоже поможем.

Какое количество тепла покроет потребности дома в отоплении?

Это зависит и от климатических условий региона, и от особенностей как всего дома, так и каждого отапливаемого помещения в отдельности. Ссылка приведет вас к онлайн-калькулятору расчета этой тепловой мощности – там же содержится и подробное описание алгоритма вычислений.

• Следующий параметр – паспортная мощность имеющегося котла. Следует прочувствовать разницу между этой и предыдущей величинами, так как их частенько путают.
• Период активности котла.

— Для твердотопливного – это известное владельцам по опыту обслуживания время прогорания дровяной закладки, то есть тот период, когда котел действительно поставляет тепло в общую «копилку».

— Для электрического – промежуток времени, на который запрограммирована работа котла в период действия льготного ночного тарифа.

• Коэффициент полезного действия котла – придется поискать в техническом описании модели. Иногда пишется сокращенно КПД, иногда обозначается греческой буквой η.
• Наконец, последние два поля калькулятора – это температурный режим работы системы отопления. То есть – температура в трубе подачи на выходе из котла, и в трубе «обратки» на входе в него.

Вот теперь осталось только нажать на клавишу «РАССЧИТАТЬ…» — и будет выдан результат в литрах и кубических метрах. От этого минимального значения и «пляшут» уже при выборе подходящей модели теплоаккумулятора. Такой прибор гарантированно обеспечит наиболее экономичную работу системы отопления.

Хотите узнать о теплоаккумуляторах больше? Вам сюда…

Выше была представлена, конечно, очень краткая информация об этих полезных приборах. Но если тема заинтересовала, то на страницах нашего портала имеется подробная статья, в которой раскрывается множество нюансов, в том числе касающихся разнообразия конструкций теплоаккумуляторов и схем обвязки в различных системах отопления и горячего водоснабжения.

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Использование твердого топлива позволяет эффективно отапливать дом при небольших расходах. Установив теплоаккумулятор для твердотопливного котла, можно сделать его работу более рациональной. При этом уменьшается расход топлива и увеличивается срок эксплуатации отопительного оборудования.

Возможность накапливать тепло позволяет реже производить загрузку топлива и использовать котел в летнее время для горячего водоснабжения. Чтобы правильно выбрать теплоаккумулятор, необходимо произвести расчет его объема, исходя из мощности котла и условий его работы.

Преимущества использования теплоаккумулятора

Особенность работы твердотопливных котлов заключается в том, что наибольшую эффективность сжигания топлива получают в режиме номинальной мощности. При этом часто теплоноситель разогревается сильнее, чем это требуется.

Избыток тепла можно сохранить, используя аккумуляторный бак, чтобы использовать его после остановки котла. Принцип действия таков:

• во время работы котла, после того как теплоноситель достиг нужной температуры, происходит нагрев жидкости в дополнительной емкости;
• аккумуляторный бак, имеющий надежную теплоизоляцию, сохраняет поступившее тепло;

• после остановки котла и остывания теплоносителя в системе горячая жидкость из теплоаккумулятора направляется с помощью насоса в систему отопления.

При необходимости запуск котла производится несколько раз на высокой мощности до нужной степени нагрева воды в баке. После этого система отопления может функционировать без включения котла, пока сохраняется достаточная температура теплоносителя.

В зависимости от объема теплоаккумулятора и площади отапливаемого дома этот процесс может длиться до двух суток. Кроме возможности уменьшить частоту регулярных загрузок топлива, накопительный бак дает и другие преимущества:

• сохранение избыточного тепла для дальнейшего использования;
• предохранение котла от перегрева;
• возможность параллельного использования отопительных котлов разного типа;
• увеличение КПД котла;
• продление срока службы отопительного оборудования;

• уменьшение расхода топлива;
• подогрев воды для бытовых нужд.

Совет! Использование резервного аккумулирующего бака снижает ограничение на использование горячей воды в часы пикового потребления.

Расчет емкости теплоаккумулятора

Методика, по которой производится расчет, может быть разной в зависимости от схемы применения. Вот примерная схема подсчетов:

1. Определение максимальной загрузки топлива. Например, в топку вмещается 20 кг дров. 1 кг дров способен выделить 3,5 кВт·ч энергии. Таким образом, при сжигании одной закладки дров котел отдаст 20·3,5=70 кВт·ч тепла. Время, за которое сгорает полная закладка, можно определить опытным путем или рассчитать. Если мощность котла, например, 25 кВт 70:25=2,8 ч.
2. Температура теплоносителя в отопительной системе. Если система уже смонтирована, достаточно измерить температуру на входе и выходе и определить теплопотери.
3. Определение желательной частоты загрузки. Например, возможна загрузка утром и вечером, а днем и ночью обслуживать котел нет возможности.

Расчет теплоаккумулятора

Если за час теплопотери помещения, например, составляют 6,7 кВт, то за сутки это составит 160, кВт. В рассматриваемом примере это составляет немногим больше, чем две закладки топлива. Как было определено выше, одна закладка дров сгорает около 3 часов, выделяя 70 кВт·ч тепловой энергии.

Потребность на обогрев дома 6.7·3=20,1 кВт·ч, запас аккумулирующего бака составит 70-20,1=49,9, то есть примерно 50 кВт·ч. Этой энергии хватит на период 50:6,7 – это около 7 ч. Значит на сутки требуется две полных заклаки и одна неполная.

Исходя из этих расчетов, рассмотрев несколько вариантов, останавливаемся на таком: в 23 часа делается неполная загрузка, в 6.00 и 18.00 – полная. Если начертить график уровня заряда теплоаккумулятора, видно, что максимальный заряд приходится на 60 кВт·ч в 9 утра.

Так как 1 кВт·ч=3600 кДж, запас должен составить 60·3600=216000 кДж тепловой энергии. Запас по температуре (разность максимального показателя воды и необходимого показателя подачи) 95-57=38°С. Теплоемкость воды 4,187 кДж. Таким образом, 216000/(4,187·38)=1350 кг. В этом случае необходимый объем теплоаккумулятора составит 1,35 м3.

Рассмотренный пример дает общее представление о том, как производится расчет емкости аккумулирующего бака. В каждом отдельном случае необходимо учитывать особенности отопительной системы и условия ее эксплуатации.

Особенности установки теплоаккумулятора

Перед установкой оборудования должен быть составлен детальный проект. Необходимо учесть все требования производителей отопительного оборудования. При установке накопительного резервуара должны соблюдаться следующие правила:

• Поверхность емкости должна иметь надежную теплоизоляцию.
• На входе и выходе должны быть установлены термометры для контроля температуры воды.
• Объемные баки чаше всего не вписываются в дверной проем. Если нет возможности внести резервуар до окончания строительства, придется использовать разборный вариант или несколько баков поменьше.
• На входной трубе желательно наличие фильтра грубой очистки.
• Рядом с резервуаром должны быть вмонтированы предохранительный клапан и манометр. В самом баке также должен быть воздухоотводящий клапан.
• Должна быть предусмотрена возможность слива воды из бака.

Совет! Довольно часто наличие теплоаккумулятора является необходимым условием предоставления гарантии производителем твердотопливного котла.

Использование теплоаккумулятора в системе с твердотопливным котлом увеличивает эффективность работы теплогенератора и срок его службы, а также позволяет более экономно расходовать топливо. Возможность более редкой закладки топлива делает пользование отопительным котлом удобнее для потребителя. Расчет необходимой емкости аккумулирующего резервуара должен учитывать тип котла, особенности отопительной системы и условия ее эксплуатации.

технические характеристики, функции теплового аккумулятора, как подключить тепловой аккумулятор

Не во всех системах отопления нужны тепловые аккумуляторы. В данной статье рассмотрим подробно, где их использование будет рациональным и какие преимущества имеет теплоаккумулятор. 

Содержание:

  1. Технические характеристики
  2. Функции
   2.1 Функции теплового аккумулятора в твердотопливном котле
   2.2 Функции теплового аккумулятора в электрическом котле
   2.3 Функции теплового аккумулятора в многоконтурном отоплении
  3. Как подключить тепловой аккумулятор
  4. Как рассчитать тепловую емкость

Технические характеристики

Аккумуляторный бак для отопления представляет собой емкость с патрубками, которая имеет квадратное или цилиндрическое сечение. Имеет объем 200-3000 литров.

Некоторые характеристики тепловых аккумуляторов:

• Если вы планируете установить бак в неотапливаемом помещение, то для избегания потерь тепла следует утеплить аккумулятор. Для этого достаточно нанести до 10 см вспененного пенополиуретана. Если у вас есть возможность, то не помешало бы утеплить аккумулятор, который размещен в отапливаемом помещении. Это позволит прибору работать на полную мощность. 
• Самыми долговечными являются аккумуляторы, изготовленные из нержавейки. Они имеют хорошие характеристики, но и стоимость такого оборудования высока. Не менее популярными являются тепловые аккумуляторы из черной стали. Процесс коррозии замедляется за счет воды, которая становится инертной. 
• В зависимости от количества контуров и отопительной системы, аккумулятор может иметь от 4 до 20 патрубков. 
• Если на баке установлены фланцы для устройства трубчатого электронагревателя, то при их большой мощности аккумулятор сможет выполнять функцию полноценного электрического котла.  
• Бак можно разделить на несколько секций, которые связаны горизонтальными перегородками. Таким образом, будет более выражено расслоение воды по температуре внутри бака. 
• Внизу бака можно установить в качестве дополнительного источника отопления теплообменник, к которому будет подключаться солнечная батарея. Располагают, теплообменник именно в нижней части для более эффективной теплоотдачи. Он будет работать эффективно даже в темное время суток. 
• Емкость в аккумуляторе может быть оснащена теплообменником, который способен приготавливать горячую воду для питья. В качестве его может выступать накопительный бак или пластинчатый теплообменник. Затраты на подогрев питьевой воды будут совсем незначительны. 

Функции

Аккумуляторы тепла в первую очередь устанавливают для выполнения основной функции: накопление в запас тепловой энергии. Но во многих случаях, оборудования отлично работают и без аккумуляторов. Так в каких же случаях следует устанавливать тепловой аккумулятор?

Функции теплового аккумулятора в твердотопливном котле

Для твердотопливного котла применение теплового аккумулятора полностью оправдано. Ведь при эффективной работе топливо сгорает с наименьшим количеством остатков, в которые входят кислоты, зола и деготь. А работает котел на полную мощность и с максимальным КПД. Регулировать мощность можно только, ограничив поступление воздуха в топке. Такая система означает, что радиаторы раскаляются на полную мощность, а затем остывают. Естественно такой режим работы приносит к быстрому изнашиванию труб, соединений и температура в помещении становится некомфортной. 

При использовании теплового аккумулятора тепло, которое вырабатывается котлом при полной мощности, будет уходить на подогрев воды в баке. При этом после того как топливо сгорело, вода продолжает циркуляцию между баком и батареями, забирая тепло постепенно.

При установке теплоаккумулятора расход топливо значительно снизится, а система отопления прослужит дольше, и котел будет работать в щадящем режиме. 

Функции теплового аккумулятора в электрическом котле

Есть некоторые преимущества при использовании теплового аккумулятора в электрокотлах. Самым главным является экономия электроэнергии. Ведь отапливать дом с помощью электричества весьма затратно. Такие котлы могут регулировать мощность плавно и нет необходимости их частого обслуживания. Стоимость электроэнергии при двухтарифном счетчик в ночное время может быть разной. Происходит это при разгрузке энергосистемы, а также днем в часы наибольшего потребления. Ночью котел автоматически включается с помощью таймера и нагревает тепловой аккумулятор до температуры равной 90°. А днем энергия, которую накопил теплоаккумулятор, расходуется для отопления дома. 
С помощью регулирования циркуляционного насоса можно дозировать расход теплносителя. Поэтому двухтарифный счетчик и аккумулятор могут сэкономить затраты электроэнергии.

Функции теплового аккумулятора в многоконтурном отоплении

Преимущество накопительного бака заключается в возможности одновременно его применять с аккумуляцией энергии, как гидрострелку. В высоком баке на поверхности располагаются больше 4 патрубков. В некоторых случаях казалось достаточным только 2: для входа и выхода. Но в разных уровнях можно получать воду разной температуры. Следовательно, может быть получена высокая температура в контурах батарей, а также низкая температура для системы «теплый пол». Но обязательно следует использовать насосы, в которых есть схема термоконтроля. Вода может иметь разную температуру в одном уровне при заборе ее в разное время. Патрубки можно использовать не только для контуров в отоплении, но и для подключения разных котлов к тепловому аккумулятору. 

Как подключить тепловой аккумулятор

Рассмотрим более подробно, как выглядит отопительная система с тепловым аккумулятором. 

Система подключения теплоаккумулятора очень похожа с подключением гидрострелки. И единственными отличиями между ними являются объем и теплоизоляция. Устанавливают аккумулятор между обратными и подающими трубопроводами, которые идут от котла.

В нижней части бака подключается обратка, а к верхней части подача. Отопление, которое требует высокой температуры, отбирают воду вверху бака, а отопление с низкой температурой, соответственно внизу емкости. 

Как рассчитать тепловую емкость

Если тепловой аккумулятор имеет объем равный 2 кубометрам и при этом дельта температур равна 20°, то такой бак сможет отдавать 168 мегаватт мощности и это лишь за 1 секунду. За 9 часов сможет отдавать около 5 киловатт. Это условие соблюдается, если в качестве теплоносителя используется вода.

Читайте также:

Расчет объема подводного гидроаккумулятора.

Полезный объем с подводным аккумулятором похож на зерновой батончик бегуна, вам нужен местный источник энергии, либо для повышения эффективности, либо в качестве резервного, если вы потеряете исходный источник питания.

Кто-то попросил меня написать сообщение о полезном объеме и расчетах … почему бы не использовать последнюю версию DCB в качестве поддержки … Это иллюстративная статья, а не научная публикация (я бы не осмелился сделать ее так быстро . ..) .

Там нет ракетостроения, но для лучшего понимания могут потребоваться некоторые пояснения.Это может быть базовая или чрезмерно сложная термодинамика, в зависимости от того, насколько глубоко вы хотите войти в цикл.

Лично я не буду сжигать на нем клетки мозга, давайте будем проще.

В случае газа все переменные в замкнутом диапазоне, кроме массы, это ваша единственная константа. Если он закрыт, вы не можете добавлять или терять газ, так как количество (масса) остается постоянным.

Точно так же, хотя другие критерии (давление, температура, плотность и другие термодинамические свойства) будут меняться, вы будете двигаться по кругу по термодинамическому циклу превращения вашего газа.

Хорошо то, что все их отклонения связаны между собой посредством различных идеальных или реальных уравнений, разработанных в результате многолетних экспериментов несколькими очень умными учеными. Так что благодаря им нам больше не нужно быть умными, а просто образованными.

Ниже представлен реальный термодинамический цикл

1 → 2: Изэнтропическое расширение: Константа энтропия (с) , снижение давления (P), увеличение объема (v), снижение температуры (T)

2 → 3: Изохорический Охлаждение : постоянный объем (v), снижение давления (P), уменьшение энтропии (S), снижение температуры (T)

3 → 4: Изэнтропическое сжатие: Постоянная энтропия (с) , увеличение давления (P), уменьшение объема (v), увеличение температуры (T)

4 → 1: Изохорный нагрев: Постоянный объем (v), увеличение давления (P), увеличение энтропии (S), увеличение температуры (T)

Выше жирным шрифтом выделены ваши «константы», которые позволяют вам переходить от любого начального состояния к промежуточному конечному условию.Все они доступны через таблицу на сайте NIST.

Как я сказал ранее, во время чтения этой статьи никакие клетки мозга не будут задействованы . .. Чтобы облегчить цикл, приведенный выше, возведем его в квадрат:

Цикл становится ВЕРХНИМ и СНИЗУ цикла: пара параллельных изобарных процессов , СЛЕВА и ВПРАВО цикла: пара параллельных изохорных процессов .

Изобарический = Постоянное давление. Если бы все было идеально, мы поддерживаем реальный цикл выше постоянной энтропии (ей).

Аналогично, изохорная = постоянная плотность , и это то, что мы будем там держать.

Таким образом, от 1 до 2, изменение давления и температуры вычисляется в соответствии с постоянной энтропией (энтропией) из условия 1 до 2.

От 2 до 3 мы сохраняем плотность постоянной за счет уменьшения давления, от 3 до 4 (наоборот от 1 до 2) мы поддерживаем постоянную энтропию, и от 4 до 1, когда от 2 до 3 сохраняем плотность постоянной.

Полный цикл завершен, а как насчет температуры?

Возвращаясь к примеру с бегуном, это похоже на разминку или растяжку на каждом этапе цикла.

Перед отъездом вы разминаетесь, по прибытии вы растягиваетесь. Таким образом, вам просто нужно рассчитать ваш новый статус для давления, плотности и энтропии для нужного вам изменения температуры, поддерживая правильную константу с помощью таблицы NIST.

В качестве практического примера давайте поработаем с DCB емкостью 28 галлонов США (баллон с компенсацией глубины):

Механические свойства DCB следующие:

Камера V1 = 175,5 галлонов США

Камера V2 меняется, но максимальный объем V1 + V2 = 208.5 галлонов США

Камера V5 (гидравлическая жидкость) = 28 галлонов США = Камера V4 (жидкость противовыбросового превентора из перегородки / морская вода)

Камера V3 = Камера V2 = 33 галлона США

Поршень (в пределах V2 / V5 — V4 / V3) имеет ход 95,5 дюйма и соотношение поверхности между V2 / V5 = V4 / V3 = 1,17

Это примерно соотношение объемов V2 / V5… V2max = 1,17 x V5max

Другие полезные практические данные:

Плотность морской воды = 8,54 фунта на галлон и температура морского дна = 34,18 ° F

Плотность жидкости противовыбросового превентора = 8. 32 стр.

Глубина воды = 12000 футов; воздушный зазор = 75 футов; температура поверхности = 90 градусов по Фаренгейту, и наша система работает с подачей жидкости 5000 фунтов на квадратный дюйм.

Некоторые производители оригинального оборудования разрабатывают их, некоторые предоставляют нам рекомендованную предварительную зарядку азотом (N2) для подводного использования при PN2 = 3300 фунтов на кв. Дюйм

Итак, давайте начнем с нашего DCB и загрузим туда немного N2, но сколько?

Именно так мы получаем наше окончательное состояние 3300 фунтов на квадратный дюйм при температуре морского дна 34,18 градуса по Фаренгейту. Вы заряжаетесь на поверхности при температуре 90 градусов по Фаренгейту, закрываете все, закрываете бутылку, и она приземляется на морское дно при 3300psi @ 34.18 град.

На спуске масса газа такая же, объем такой же, поэтому давление / температура меняются…

Для условий морского дна с использованием таблицы NIST у нас есть изотермический N2 при давлении 34,18 градуса по Фаренгейту или 3300 фунтов на квадратный дюйм для плотности 16,54879 фунт / фут3.

Вы обращаете процесс вспять, и теперь вам нужно выяснить, какое давление предварительной зарядки при температуре поверхности даст вам вышеуказанное? Масса (количество) N2 не изменилась между поверхностью и дном, поэтому плотность постоянна.

Используя таблицу NIST для изохорного преобразования N2 с плотностью 16,54879 фунт / фут3, вы обнаружите, что для 90 градусов по Фаренгейту давление предварительной зарядки N2 на поверхности должно составлять 3886,5 фунтов на квадратный дюйм.

Таким образом, заряженный при 90 ° F на поверхности с давлением 3886 фунтов на кв. Дюйм, вы получите на морском дне ваш DCB с такой же плотностью N2, при 34,18 ° F и целевой полезной рекомендуемой предварительной зарядке в 3300 фунтов на квадратный дюйм.

N = V1 + V2 при P = 208,5 галлонов США — плотность ( ρ ) = 16,54879 фунт / фут3 — энтропия (с) = 1.193061 БТЕ / фунт

Теперь позвольте впустить жидкость BOP.

P = P + (WD + Air Gap) x ρ x 0,052 = 5000 + (12075) x 8,32 x 0,052 = 10230,407 фунтов на кв. Дюйм = 10245,107 фунтов на квадратный дюйм

Камера V5 уравновешивается внутри поршня за счет перегородки забортной воды / противовыбросового превентора (V4, V3) и N2 на противоположной стороне (V1 + V2).

P = WD x ρ x 0,052 = 5328,96 фунтов на кв. Дюйм = 5343,66 фунтов на кв. Дюйм

Так на самом поршне:

P = Δ (P-P) / ΔПлощадь = 4901.447 / 1,17 = 4189,27 фунт / кв. Дюйм

Это было бы правильно, если поршень достигнет равновесия до конца хода … тогда давление N2 на другой стороне будет 4189,3 фунта на квадратный дюйм.

Проверив таблицу NIST для нашего нового условия N2, давайте проверим изобарическую таблицу (34,18 градуса по Фаренгейту и 4189,3 фунта на квадратный дюйм), для которой у нас есть новая плотность газа 19,8 фунт / фут3.

об. = 208,5 x (1- ( 16,54878 / 19,80005 )) = 34,2314 галлонов США> 33 галлона США.

Таким образом, наш минимальный объем N2 никогда не будет меньше 174,5 галлонов США (V1).

Чтобы вычислить это условие, мы работаем с сохранением массы (плотности) между V (V1 + V2) и V (V2).

Работа с соотношением плотностей теперь, когда известно от V1 до V2 ( принцип сохранения массы N).

Итак, ρ = неизвестно фунт / фут3; ρ = 16,54878 фунт / фут3

N Vol = N2Vol = 208,5 галлона США; N Vol = N2Vol = 175.5 галлонов США

ρ = ρ x N об. / N об. = 16,54878 x 208,5 / 174,5 = 19,64878 фунт / фут3

Таким образом, для этого равновесия по изохорной таблице NIST для 19,64878 фунт / фут3 и 34,18 градуса по Фаренгейту мы имеем:

N = V1 при P = 175,5 галлонов США; ρ = 19,64878 фунт / фут3, а энтропия (с) = 1,172375 БТЕ / фунт.

Давление N2 = 4145 фунтов на квадратный дюйм с противовыбросовым превентором Давление жидкости = 4850 фунтов на квадратный дюйм

Остальные расчеты и объяснения, если вам интересно, можно найти там.

Себ,

Из моего Subsea PRO 3,

Об авторе: Примерно за 16 лет я превратился из рук с гаечным ключом в Moonpool Paradise до забавы «почесать себе мозги» в корпоративном офисе Subsea через стол менеджера буровой установки в сложных удаленных местах. Благодаря этим шагам у меня были отличные наставники и коуч…

Раскрытие информации: Я сам написал эту статью и не получаю за это компенсации.Этот пост отражает только мое собственное мнение или взгляды на рассматриваемые темы и не связан с моим мнением и не обязывает кого-либо еще или любую другую организацию … все упомянутые имена и компании ………. чисто вымышленные. …. У вас есть дрейф.

Дайте мне знать, через комментарии LinkedIn или через Почту ваш интерес к предлагаемым сообщениям, я приму все это на учет, через следующие сообщения, охватывающие другие вопросы …

Я открыт для комментариев и отзывов , желательно конструктивного характера (не все ли?), И запросов на другие сообщения, если есть темы, по которым вы хотите поделиться мнением. ..

Объем цилиндра с калькулятором

Объем цилиндра с калькулятором — Math Open Reference

Определение: Количество кубических единиц, которое точно заполнит цилиндр.

Попробуй это Перетащите оранжевую точку, чтобы изменить размер цилиндра. Объем рассчитывается при перетаскивании.

Как найти объем цилиндра

Хотя цилиндр технически не является призмой, он обладает многими свойствами призмы.Как призмы, объем находится путем умножения площади одного конца цилиндра (основания) на его высоту.

Поскольку конец (основание) цилиндра представляет собой круг, площадь этого круга определяется формулой:

Умножая на высоту х получаем где:
π — Pi, приблизительно 3,142
r — радиус кругового конца цилиндра
h высота цилиндра

Калькулятор

Используйте калькулятор выше, чтобы рассчитать высоту, радиус или объем цилиндра.

Введите любые два значения, и будет вычислено недостающее. Например: введите радиус и высоту и нажмите «Рассчитать». Объем будет рассчитан.

Аналогичным образом, если вы введете высоту и объем, будет рассчитан радиус, необходимый для получения этого объема.

Объем частично заполненного баллона

Одно из практических приложений — горизонтальный цилиндрический резервуар, частично заполненный жидкостью. Используя приведенную выше формулу, вы можете найти объем цилиндра, обеспечивающий его максимальную вместимость, но вам часто нужно знать объем жидкости в резервуаре с учетом глубины жидкости.

Это можно сделать, используя методы, описанные в Объем горизонтального цилиндрического сегмента.

Наклонные цилиндры

Напомним, что наклонный цилиндр это тот, который «наклоняется», когда верхний центр не находится над базовой центральной точкой. На рисунке выше отметьте «разрешить наклон» и перетащите верхнюю оранжевую точку в сторону, чтобы увидеть наклонный цилиндр.

Оказывается, для них формула объема работает одинаково. Однако вы должны использовать в формуле перпендикулярную высоту.Это вертикальная линия слева на рисунке выше. Чтобы проиллюстрировать это, отметьте «Высота фиксации». Когда вы перетаскиваете верхнюю часть цилиндра влево и вправо, наблюдайте за вычислением объема и обратите внимание, что объем никогда не изменяется.

См. Наклонные цилиндры для более глубокого обсуждения того, почему это так.

шт.

Помните, что радиус и высота должны быть в одних и тех же единицах — при необходимости преобразуйте их. Результирующий объем будет в этих кубических единицах. Так, например, если высота и радиус указаны в сантиметрах, то объем будет в кубических сантиметрах.

Что попробовать

1. На рисунке выше нажмите «сбросить» и «скрыть детали».
2. Перетащите две точки, чтобы изменить размер и форму цилиндра
3. Вычислить объем этого цилиндра
4. Нажмите «показать подробности», чтобы проверить свой ответ.

Связанные темы

(C) Открытый справочник по математике, 2011 г.
Все права защищены.

Калькулятор CAGR

— вычисление совокупного годового темпа роста инвестиции

Используйте этот онлайн-калькулятор CAGR, чтобы легко рассчитать совокупный годовой темп роста инвестиции или бизнес-метрику, представляющую интерес.Калькулятор сложного роста можно использовать для расчета сложного роста за любой период (ежедневно, еженедельно, ежемесячно).

Использование калькулятора CAGR

Наш калькулятор CAGR — это простой и легкий в использовании инструмент для расчета средней скорости роста актива. В поле «Начальное значение» введите стоимость вложенных вами инвестиций или доход от бизнеса на начало интересующего вас периода. В поле «Конечная стоимость» введите либо текущую стоимость инвестиций, либо текущую выручку от бизнеса, либо окончательную стоимость актива на конец интересующего периода. Наконец, введите количество периодов, за которые значение выросло.

После заполнения нажмите «Рассчитать», чтобы увидеть текущую стоимость и совокупный темп роста (годовой, если вы ввели годы как периоды, в противном случае — другое).

Что такое CAGR?

CAGR — это средний совокупный годовой темп роста актива, инвестиций, бизнес-результатов, таких как продажи, выручка, клиенты, пользователи, произведенные или поставленные единицы и т. Д. При расчете за период, отличный от года, он может быть квартальным, ежемесячно, еженедельно и т. д.скорость роста. Это полезно для сравнения темпов роста по разным наборам данных общей области, например рост выручки компаний определенной отрасли или подразделений компании с одним и тем же предприятием.

CAGR часто указывается в результатах инвестиционных фондов, чтобы сравнить и продемонстрировать эффективность инвестиционных консультантов, историческую доходность акций с облигациями или сберегательным счетом, а также для сообщения скорости увеличения или уменьшения бизнес-показателей, таких как продажи, затраты. , доля рынка, удовлетворенность клиентов и т. д.Вы можете прочитать о CAGR более подробно в нашей обширной статье Сводный годовой темп роста (CAGR), в которой он рассматривается с разных точек зрения.

Формула среднегодового темпа роста (CAGR)

Итак, как рассчитать CAGR? Вы можете сделать это самостоятельно или с помощью электронной таблицы Excel по формуле:

, где В (t ₀ ) — начальное значение, В (t _n ) — окончательное значение, а t _n — t ₀ — количество периодов времени, в течение которых рост реализован (годы, месяцы и т. д.)). Например, если выручка компании на конец года составила 10 000 000 в 2010 г. и 25 000 000 в 2018 г., совокупный годовой темп роста составит CAGR (0,8) = (25000000/10000000) ^1/8 = 12,135%. Хотя название предполагает, что его следует рассчитывать на целые годы, ту же формулу можно использовать для расчета месячных, недельных или дневных темпов роста. Конечно, наш калькулятор CAGR значительно упрощает процесс.

Расчет CAGR практически представляет собой среднее геометрическое роста за количество интересующих периодов.Это правильный способ рассчитать средний рост. Напротив, если использовать среднее арифметическое, он получит неверный результат (обычно выше), поскольку среднее значение отношений не является средним арифметическим.

Пример расчета комплексного роста

Выше приведен пример с одним вычислением. Теперь давайте посмотрим, что происходит с различными финансовыми параметрами в игре. Предположим, что пять лет назад были сделаны инвестиции в размере 10 000 долларов, и нужно знать, каковы были среднегодовые темпы роста за эти пять лет.Ответ для нескольких различных сценариев окончательного значения находится в столбце CAGR в таблице ниже.

Пример CAGR — изменение конечного значения

Начальное значение	Окончательное значение	Количество лет	CAGR
10 000 долл. США	12 000 долл. США	5	3,714%
10 000 долл. США	14 000 долл. США	5	6.961%
10 000 долл. США	16 000 долл. США	5	9,856%
10 000 долл. США	18 000 долл. США	5	12,475%
10 000 долл. США	20 000 долл. США	5	14,870%

Совокупный рост инвестиций на ежегодной основе увеличивается параллельно увеличению ожидаемой (или наблюдаемой) конечной стоимости, при условии, что количество лет фиксировано.

Теперь давайте посмотрим на другой пример, в котором мы получаем то же окончательное значение, что и последняя строка вышеприведенной таблицы, и посмотрим, как время, необходимое для его достижения, отражается на средней скорости роста.

Пример CAGR — изменение времени возврата

Начальное значение	Окончательное значение	Количество лет	CAGR
10 000 долл. США	20 000 долл. США	2	41.421%
10 000 долл. США	20 000 долл. США	5	14,870%
10 000 долл. США	20 000 долл. США	8	9,051%
10 000 долл. США	20 000 долл. США	10	7,177%

Временная стоимость денег становится очевидной, поскольку чем больше времени требуется для получения того же абсолютного дохода, тем меньше темп роста инвестиций.Эта обратная зависимость отражает временное предпочтение, присущее всем экономическим действиям.

Финансовая осторожность

Это простое онлайн-программное обеспечение, которое является хорошей отправной точкой для оценки совокупных годовых темпов роста любых инвестиций, но ни в коем случае не является концом такого процесса. Вы всегда должны консультироваться с квалифицированным специалистом при принятии важных финансовых решений и долгосрочных соглашений, таких как долгосрочные банковские депозиты. Используйте информацию, предоставляемую инструментом, критически и на свой страх и риск.

Расчет объема и площади цилиндра

Цилиндр

Цилиндр — это вращение отрезка прямой вокруг оси. Это также перемещение диска вдоль собственной оси.

Его объем рассчитывается путем умножения площади диска на его высоту.

Его боковая площадь вычисляется путем умножения периметра на его высоту.

Общая площадь поверхности вычисляется путем сложения боковой площади и площади двух дисков, составляющих его верх и низ.

Расчет цилиндра

Цилиндр

Выберите диаметр или радиус для расчета цилиндра

РадиусДиаметр

цилиндра:

Единица:

дюймфутярдамиллиметрсантиметрдециметрдекаметрэктометркилометр

знаков после запятой:

012345678910

Результатов для одного цилиндра:
Периметр:	16,96 см
Объем :	123,67 см 3
Площадь диска:	22,90 см 2
Боковое пространство:	91,61 см 2
Общая площадь:	137,41 см 2
Соотношение общая площадь / объем:	1,11 см 2 на см 3

Цилиндр двигателя внутреннего сгорания

Площадь поверхности цилиндра двигателя рассчитывается таким же образом: ход — это значение высоты в приведенной выше формуле, а отверстие , деленное на два, соответствует радиусу. Теперь вам просто нужно умножить эти результаты на количество цилиндров в двигателе, и готово!

В следующей формуле используются предыдущие числа. Вам просто нужно знать, сколько цилиндров у двигателя.

Несколько способов определения объема цилиндра

Расчет объема цилиндра также удобен для определения количества воды в трубке или канале. Если вы знаете внутренний диаметр и длину, вы можете легко вычислить объем и, следовательно, вес воды.

Например, оставленный на солнце шланг диаметром 19 мм и высотой 25 м содержит 7,09 л теплой воды. Зная это, вы знаете, что вам нужно удалить столько воды перед поливом растений — если вы не хотите их жарить!

Расчет боковой площади цилиндра позволяет определить площадь нагрева теплообменника или спирального радиатора. Например, змеевик диаметром 8 мм и высотой 10 м имеет площадь обмена 0.25 м2. Это может быть полезно при расчете площади солнечных тепловых панелей, радиаторов охлаждения или даже контуров обогрева полов.

Чертеж цилиндра

Вы можете нарисовать цилиндр в разных ракурсах, заменив его окружности эллипсами. Больший из радиусов эллипса соответствует радиусу цилиндра, а его малый радиус равен большому радиусу, умноженному на синус угла в перспективе.

Таким образом, перспектива 45 ° даст эллипс, малый радиус которого равен 0.В 707 раз больше большого радиуса.

Объем цилиндра

Чтобы найти объем цилиндра , вам просто нужно умножить круглое основание на высоту. Таким образом, вы решаете формулу в два шага: первый — вычисление площади диска путем умножения радиуса на себя, а затем на число Пи (3,1415927 …), второй — умножение предыдущего результата на высоту.

Расчет объема цилиндра для двигателей — двухтактных или четырехтактных двигателей внутреннего сгорания — очень похож.Разница в том, что для вычисления площади диска обычно используется диаметр , а не радиус . Этот диаметр обычно называют « отверстие ».

Таким образом, формула принимает вид (D ² /4) * Пи: диаметр (или отверстие), умноженный на саму себя, деленный на 4, а затем умноженный на Пи. затем, как и раньше, вы умножаете полученную круглую площадь на обводку или высоту. Теперь у вас есть цилиндр. Наконец, если у двигателя несколько цилиндров, вам просто нужно умножить единичный цилиндр на количество цилиндров, чтобы найти общий рабочий объем , также называемый общим объемом .

Другие цилиндры

Ролик представляет собой цилиндр (обычно полный, например, паровой каток).

Трубка представляет собой полый цилиндр .

.