Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Сжатие воздуха расчет затрат и температуры нагрева – Тепло компрессорных установок

Содержание

Расчет нагрева воздуха в вентиляторе | Инженеришка.Ру | enginerishka.ru

Необходимо определить нагрев воздуха в радиальном вентиляторе со спиральным корпусом: производительность вентилятора LB = 36000 м3/ч (10 м3/с), статическое давле­ние Psv = 2500 Па, полное давление pV = 3000 Па, полный КПД ? = 0,75.

Температура воз­духа на входе 20 °С, установочная мощность электродвигателя 45 кВт, КПД электродвига­теля ? ЭЛ = 0,9.

Решение. Принимая процесс повышения давления в вентиляторе адиабатическим (без учета потерь), находим температуру воздуха на выходе из вентилятора:

Т2 = Т1*(р2 / р1)(К-1)/К = 293*(1,02467)0,287 = 295,20С

р1 = 101325 Па;

р21 + 2500 = 103825 Па.

Подогрев воздуха в вентиляторе В = 295,2 — 293,15 = 2,05 °С.

Повышение температуры можно определить по приближенной формуле, приведенной в ГОСТ 10921-90:

В =0,8*(NВ / LВ)

мощность вентилятора NB выражена в кВт, производительность LB в м3.

Потребляемая вентилятором мощность

NВ = LВ*(РV / ?) = 10*(3000 / 0,75)*10-3 = 40 кВт

тогда подогрев воздуха В= 0,8*40/10 = 3,2°С. Разница в величине ?ТВ объясняется от­личием реального процесса от адиабатического.

Если же электродвигатель расположен в проточной части вентилятора, то процесс, строго говоря, не является адиабатическим, поскольку к во

enginerishka.ru

Как оценить расход сжатого воздуха?

Как определить расход сжатого воздуха? Как узнать расход сжатого воздуха?

Очень часто при расширении производства и планировании покупки компрессорного оборудования возникает вопрос, какая мощность компрессора необходима? Сколько воздуха нужно для подключения оборудования?

Предлагаю рассмотреть один из вариантов расчёта, который позволяет с максимальной точностью посчитать расход сжатого воздуха.

Сразу отмечу, что данный Вариант подходит не всегда, а только в том случае, когда у Вас есть уже какой-нибудь компрессор с ресивером и Вы планируете увеличить размеры производства и соответственно потребление сжатого воздуха.

    Расчёт достаточно прост, для этого нужно:

  1. Выяснить объём существующего ресивера.
  2. Наполнить ресивер сжатым воздухом до максимального рабочего давления.
  3. Выключить компрессор и начать расходовать воздух.
  4. Засечь с помощью секундомера время, за которое давление в ресивере снизится до минимально допустимого рабочего давления. Важно, для достаточной точности подсчёта разница между максимальным и минимальным давлением должна быть не менее двух атмосфер.
  5. Затем произвести расчёт по следующей формуле:

Где:

Q – потребление сжатого воздуха системой, л/мин;

Pн – давление начала измерения, бар;

Pк – давление окончания измерения, бар;

Vр – объем ресивера, л;

t – Время, за которое давление опускается с Pн до Pк

В итоге мы получили точное потребление сжатого воздуха нашей системой. Конечно, замеры для такого расчёта, необходимо проводить во время максимальной загрузки производства. Это позволит избежать ошибок и недооценки потребления.

Если, по каким-либо причинам Вы не можете отключить компрессор, Вы тоже можете воспользоваться этой формулой. Для этого необходимо вычесть из полученного результата производительность компрессора. Не забудьте про размерности чисел, из л/мин вычитайте л/мин.

Когда Вы планируете, расширение производства, к полученному результату прибавляем потребление нового оборудования (как его посчитать читайте в статье) и получаем суммарный расход будущего производства.

После получения результата, можно высчитать необходимую производительность будущего компрессора. Для этого достаточно к рассчитанному потреблению прибавить запас. Обычно 10-15%.

Зачем делать запас?

Запас необходим, чтобы компенсировать неточности, допускаемые при замере производительности и для того, система регулирования компрессора обеспечивала оптимальное количество включений и выключений компрессора.

О системах регулирования компрессором мы расскажем в следующих статьях.

Следуя указанному методу, мы получим значение расхода воздуха, которое позволит оптимально подобрать компрессор в полном соответствии с требованиями производства.

Следует также отметить, что измеряя потребление, таким образом, мы получаем потребление системы вместе с потерями и часть из них мы можем оценить.

Почему часть? Дело в том, что потери можно разделить на две группы: постоянные, возникающие в результате утечек в соединениях трубопроводов и переменные, которые возникают по мере износа оборудования.

С помощью описанных выше измерений можно легко посчитать постоянные потери. Для этого накачиваем давление в ресивер и прекращаем работу всего оборудования. Как и в предыдущем случае засекаем время падения давления, в ресивере и, воспользовавшись формулой, получаем результат.

Чтобы получить полную картину не перекрывайте краны на входе в оборудование, это позволит оценить потери не только в трубопроводах, но и в пневмошлангах и соединениях на самом оборудовании.

Зачем нам оценивать потери?

Напомню, что компрессор – крайне не эффективная система и его КПД не превышает 10%. Это значит, что всего 10% энергии мы можем использовать в виде энергии сжатого воздуха. Всё остальное уходит на нагрев в результате работы по сжатию воздуха.
Даже если в пневмомагистрали нет утечек и все соединители и быстросъёмные муфты исправны и меняются по мере необходимости, утечки всё равно возникнут и связаны они не с трубопроводами, а с пневмоинструментом. В процессе эксплуатации инструмента происходит его естественный износ, увеличение зазоров и старение прокладок и т.д., что влечёт за собой увеличение расхода воздуха при работе.

Произведя несложные расчеты, получим, что энергия сжатого воздуха примерно в 10 раз дороже электроэнергии.
Т.е. энергия сжатого воздуха очень дорогая и, соответственно, потери в системе сжатого воздуха обходятся очень дорого.

Получив числовые данные о потерях, Вы сами можете оценить, стоит с ними бороться или потери не существенны и их стоимость не велика.

Пример из практики:

На одном из предприятий по выпуску ЖБИ мы проводили замену компрессоров для цеха по сварке сетчатых карт. В цехе стояло 6 аппаратов контактной сварки сетки с пневматическим прижимом электродов. Воспользовавшись приведённым в данном разделе расчётом, мы оценили расход цеха в процессе работы (для повышения точности проводили несколько замеров за смену). Расход оказался равным 11500 л/мин.

Затем мы произвели замеры по окончание смены, для того чтобы оценить потери в цеху. Потери оказались около 1200 л/мин, на уровне 11%. Многовато. Обследовав магистраль сжатого воздуха, оказалось, что эти потери легко устранимы. Травили воздух большинство соединений в системе. Подмотка, подтяжка и замена некоторых соединений дали отличные результаты. После проведённых работ потери составили 30 л/мин. Один день работ по устранению утечек и отличный результат. Сокращение расходов на электроэнергию компрессорной более чем на 10%.

Далее, устранив постоянные потери, мы сравнили полученный расход всего цеха с паспортным расходом стоящего в нём оборудования. В данном случае это было не сложно. В цехе было не много потребителей. Это сравнение дало впечатляющие цифры. Потери сжатого воздуха в пневмоцилиндрах составили 2300 л/мин, 23 % от общего потребления сжатого воздуха.

Для устранения этих потерь потребовался ремонт оборудования. Он был произведён собственными силами предприятия.

На этом примере чётко видно, сколько энергии предприятие тратило в пустую. Потери только в одном цеху составили 3500 л/мин. Это примерно 22 кВт. Т.е. предприятие теряло постоянно 22 кВт/час электроэнергии только в одном цеху.

В завершение нужно отметить, что данный метод достаточно точен, и позволяет обойтись без расходомера и вместе с тем, его применение не всегда возможно. Его сложно применять на больших предприятиях с разветвлённой пневмосистемой и неравномерным потреблением сжатого воздуха, хотя для отдельных цехов он вполне применим. Главное, чтобы у Вас был достаточного объёма ресивер.

www.enteksys.ru

Сжатие

     Каждому человеку, который
интересуется подробностями, (необходимыми) для закупки, или работой
любой системы, подающей пригодный для дыхания воздух в шланговые
респираторы (с непрерывной подачей воздуха под давлением), применяемые
при обезвреживании асбеста, нужно знать основы сжатия воздуха.

Теория
сжатия воздуха

     На минуту, для удобства,
давайте рассмотрим процесс сжатия воздуха отдельно от самого
механического компрессора. Рассмотрим один фрагмент воздуха — А
(Фиг.1).Фрагмент А — это сфера диаметром примерно 101.6 мм (4 дюйма),
давление воздуха — 1 атмосфера (0.1 МПа), температура 210С.

     В этом воздухе, как и во
всяком другом воздухе, имеются пары воды и загрязнения. В атмосферном
воздухе (в нормальных условиях) пары воды не считаются загрязнением. А
при сжатии воздуха (для его последующего использования для дыхания)
пары воды становятся главным загрязнением. При получении пригодного для
дыхания воздуха необходимо удалить из него пары воды. В сжимаемом
воздухе вода — загрязнение, и она улавливает и переносит другие
загрязнения.

     Если этот фрагмент воздуха
будет внезапно сжат на 7 атмосфер, то его абсолютное давление составит
8 атмосфер (0.79 МПа).  Объём фрагмента уменьшится примерно до
1/8 — от первоначального.

     Даже если не подводить тепло к
воздуху извне, он только за счёт сжатия нагреется до 177 0С. И пары
воды, и различные загрязнения также будут сжаты. За счёт сжатия воздух
уже не сможет переносить много водяных паров. А увеличение температуры
повысит способность воздуха переносить водяные пары. Из-за этих
противоположных эффектов конденсация паров воды не будет происходить
сразу после сжатия, но это произойдёт позже, при его остывании. Сам
процесс сжатия воздуха в компрессоре увеличивает его загрязнённость, и
нужно следить за тем, чтобы уровень загрязнённости воздуха не
представлял угрозы для людей.

     Если сжат воздух до 1/300 от
его первоначального объёма, то его температура повысится до 816 — 1370
0С, а водяные пары и загрязнения также будут сжаты. Если в течение
какого-то времени воздух из рассмотренного выше примера будет храниться
при достигнутом высоком давлении, то он остынет до температуры
окружающей среды (210С). Как только он остынет, большое количество
водяных паров сконденсируется. Эту сконденсировавшуюся воду можно легко
уловить и удалить из сжатого воздуха. Даже после удаления всех
сконденсировавшихся паров, влажность сжатого воздуха будет 100%. Это
означает, что при любом дальнейшем понижении температуры снова начнётся
конденсация водяных паров.

     Если после сжатия воздуха и
его остывания дать ему возможность расшириться до первоначального
объёма, то его температура резко снизится. Этот воздух будет очень
сухим, и после расширения снова сможет переносить много водяных паров.

     О сжатии воздуха важно знать
следующее:

— При сжатии всегда происходит повышение температуры. Чем
сильнее сжимается воздух, тем выше поднимается температура, и даже при
сжатии воздуха до невысокого давления происходит значительное
возрастание температуры.

— Это повышение происходит не из-за механического трения
частей компрессора и т.п., а из-за самого сжатия.

— Сжатие всегда нагревает воздух, но можно сделать такое
оборудование для сжатия воздуха, которое будет его охлаждать. Чтобы
обеспечить такое охлаждение необходим теплообменник достаточного
размера и нужно, чтобы воздух находимся в этом теплообменнике
достаточно долго, прежде чем он поступит к потребителю.

— Водяные пары также сжимаются, и при последующем понижении
температуры -конденсируются.

— При сжатии воздуха пары воды становятся основным
загрязнением. В сжатом воздухе сконденсировавшаяся вода является
загрязнением, которое улавливает и переносит другие загрязнения.

— Концентрация вредных веществ возрастает, и может стать
опасной, если их не удалить.

Сжатие
воздуха не практике

     Для сжатия воздуха требуется
механический компрессор. При сжатии  воздуха будет происходить
дополнительное нагревание из-за трения и т.п. При сжатии воздух будет
дополнительно загрязняться частицами металла, графита и т.д. В воздух
также может попасть смазка — пары или частицы масла. Если компрессор
работает при высокой температуре, то в нём может образоваться опасное
для жизни количество угарного раза СО, хотя это случается редко.

     Сам компрессор подходит только
для той работы, для которой он спроектирован и изготовлен. Например,
если компрессор спроектирован только для снабжения сжатым воздухом
ручного пневмоинструмента и др. промышленного оборудования, то нет
необходимости охлаждать сжатый воздух и очищать его от воды и масла. У
некоторых компрессоров есть устройства, которые подают масло в сжатый
воздух. Если у компрессора неподходящая конструкция, то он может легко
«перегрузить», засорить установленную после него систему очистки.
Применение такого компрессора потребует очень частой смены фильтров.
Это приведёт к тому, что эксплуатационные затраты станут недопустимо
большими. Затраты на переделку такого компрессора могут оказаться
больше, чем стоимость специального компрессора, предназначенного для
получения пригодного для дыхания воздуха.

     Для того, чтобы объяснить
вредное влияние воды (как загрязнения) на сжимаемый воздух, рассмотрим
пример. Пусть для сжатия воздуха до низкого давления используется
система из механического компрессора и устройства для очистки (Фиг.
F-1). При температуре окружающего воздуха 21 0С и относительной
влажности 75% эта установка сжимает за минуту 2.83 м3 (100 куб. футов).
Эта установка будет давать 62 литра воды в сутки (за счёт конденсации).
Если установка предназначена для получения пригодного для дыхания
воздуха и правильно спроектирована, то в ней будет охладитель для
охлаждения воздуха и для конденсации водяных паров. Кроме того, в таком
компрессоре должно быть устройство для улавливания и удаления из
установки сконденсировавшейся воды. При охлаждении сжатого воздуха до
температуры окружающей среды произойдёт удаление 43 литров
сконденсировавшейся воды. Эта вода содержит в себе много других
загрязнений, и её можно механически удалить из охладителя. После этого
в сжатом воздухе останется ещё 19 литров воды, которые вместе с
воздухом попадут в устройство для очистки. Там большая часть этих паров
и других загрязнений будет уловлена.

     При работе правильно
спроектированного компрессора с системой охлаждения воздуха, в нём
происходит удаление от 65 до 90% от всей воды и загрязнений. Поскольку
для удаления (воды и загрязнений) постоянно используются механические
способы, то правильная конструкция компрессора имеет большое значение
для качества получаемого воздуха. Дальнейшая очистка воздуха до
категории D происходит в другом устройстве, поэтапно.

Фиг.
F-1. Теория сжатия газа

Таблица 1. Свойства воздуха, пригодного для дыхания — категории D и выше

 

категория

D

E

F

G

H

I

Содержание
кислорода (по
объёму)*,
%

19.5-23.5

19.5-23.5

19.5-23.5

19.5-23.5

19.5-23.5

19.5-23.5

Вода

прим. 1

прим. 1

прим. 1

прим. 1

прим. 1

прим. 1

Сконденсировавшиеся
углеводороды, мг/м3 (прим. 2)

5

5

 

 

 

 

СО

20

10

5

5

5

1

Запахи

**

**

**

**

**

**

СО2

1000

500

500

500

0.5

 

Газообразные
углеводороды (метан
и др.)

 

 

25

15

10

0.5

Оксид азота NO2

 

 

 

2.5

0.5

0.1

Закись азота N2O

 

 

 

 

 

0.1

Диоксид серы SO2

 

 

 

2.5

1

0.1

Галогенированные растворители

 

 

 

10

1

0.1

Ацетилен

 

 

 

 

 

0.05

* — приведённые сведения относятся к содержанию кислорода в
воздухе при нормальном давлении и температуре

** — в соответствии со спецификацией G-7.1 Ассоциации Сжатых Газов.

Примечание 1 — Относительная влажность сжатого воздуха может
быть различной — от 0 до 100%, в зависимости от назначения. Если
требуется определённое содержание воздуха, то нужно это указать,
ограничив точку росы (температура, град. С — при давлении 1 атмосфера),
или указав концентрацию (по объёму, частей на миллион — ppm).

Примечание 2 — После категории Е для сконденсировавшихся
углеводородов границы не указаны, поскольку при их наличии нельзя
обеспечить выполнение ограничений по газообразным углеводородам.


Полезная информация:

ohrana-bgd.narod.ru

Расчет расхода тепла на нагрев инфильтрующего воздуха

Величина
потерь тепла, связанного с нагревом
инфильтрующего воздуха:

где С
средняя весовая теплоемкость воздуха
при постоянном давлении; принимается
равной ориентировочно, 1,03[кДж/кгoС];

Gинф

количество воздуха, инфильтрующегося
в помещение через не­плотности,
щели, стыки панелей и др. при значениях

Па
,
разности давле­ния, возникающего под
влиянием теплового и ветрового напора,
кг/ч.

К
— коэффициент, учитывающий влияние
встречного потока воздуха в кон­струкциях
и равный 0,7
— для стыков панелей и окон с тройными
переплетами. 0,9 — для окон и балконных
дверей с разделенными переплетами и
1,0
— для одинарных окон и балконных дверей;

Величина
Gинф
вычисляется по формуле:

Где ΔPe
– разность между наружным и внутренним
давлением на рассматриваемом этаже

При ΔPн=10
Па
(нормальная
разность)

ΣS
соответственно, площади окон, балконных
дверей, , м2;

Gн
– нормальная воздухопроницаемость
наружных ограждающих конструкций,

–сопротивление
воздухопроницания заполнения оконного
проема,
,

Вычисляется разность
давленийPe)
по формуле:

где Н
— высота здания от уровня земли до верха
карниза, центра середины вы­тяжного
фонаря или устья шахты, м;

hi,
— высота от земли до верха окон, балконных
дверей, ворот, м;

γн
— удельный
вес наружного воздуха, Н/м’;

γв

— то же внутреннего,
Н/м

:

ρн
— плотность наружного воздуха, кг/м3;

w
— скорость ветра (средняя) в холодные
месяцы, м/с;(см. таблицу №1)

Ctn,
Ctp

аэродинамические коэффициенты,
соответственно: для поверхно­стей с
наветренной и подветренной стороны.

Рн

нормальное давление воздуха (Па),
определяемое по формуле:

где Ро

нормативное ветровое давление (Па);

К1
— коэффициент изменения давления по
высоте

— аэродинамический
коэффициент

Значения
удельного воздуха γ
и плотности ρ
определяются по формулам:

где Т=
273 К
;
t
— температура воздуха,
oС.

Расчеты:

С учетом
исходных данных ниже определяются
необходимые значения Ре,
Gинфл
и др.

Из рис. 8
определяются Н,
как сумма высот этажей hэт,
устье шахты от верха чердачного перекрытия
-4,5 м и высота уровня первого этажа от
уровня земли-1,0 м:

Далее
вычисляется высота, а также значения γ
и ρ:

м/с.

Сtn,
,
Ctp,
K,
Сtn,
Ctn=0,8;
Ctр=
-0,7;
К=0,45;
Ро=60
Па,
вычисляется условное постоянное давление
воздуха в здании по формуле:

Подставив
найденные значения выражений, входящих
в формулу определяем
ΔРе
для верхнего этажа рассматриваемого
здания:

Определяется величина инфильтрации:

Значение Qинфл:

  1. Расчет расхода тепла на нагрев приточного воздуха естественной вентиляции.

Определяется
по формуле:

где Vв

объём вентиляционного воздуха,
принимается, ориентировочно, в 3
м3
на 1
м
2
площади жилого помещения, м3/ч;

tнрв
расчетная температура проектирования
вентиляции,

cрm
и К’
— смотри раньше.

Расчеты:

3.РАСЧЕТ
ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЙ В ПОМЕЩЕНИЯ ОТ БЫТОВЫХ
ПРИБОРОВ.

Ориентировочно
значение величины бытовых теплопоступлений
можно вычислять по формуле:

где Sn
— площадь пола помещения, м2.

studfiles.net

Онлайн-калькулятор расчета калорифера: мощность и расход теплоносителя

При конструировании системы воздушного отопления используются уже готовые калориферные установки.

Для правильного подбора необходимого оборудования достаточно знать: необходимую мощность калорифера, который впоследствии будет монтироваться в системе отопления приточной вентиляции, температуру воздуха на его выходе из калориферной установки и расход теплоносителя.

Для упрощения производимых расчетов вашему вниманию представлен онлайн-калькулятор расчета основных данных для правильного подбора калорифера.

С помощью него вы сможете рассчитать:

  1. Тепловую мощность калорифера кВт. В поля калькулятора следует ввести исходные данные об объеме проходящего через калорифер воздуха, данные о температуре поступаемого на вход воздуха, необходимую температуру воздушного потока на выходе из калорифера.
  2. Температуру воздуха на выходе. В соответствующие поля следует ввести исходные данные об объеме нагреваемого воздуха, температуре воздушного потока на входе в установку и полученную при первом расчете тепловую мощность калорифера.
  3. Расход теплоносителя. Для этого в поля онлайн-калькулятора следует ввести исходные данные: о тепловой мощности установки, полученные при первом подсчете, о температуре теплоносителя подаваемого на вход в калорифер, и значение температуры на выходе из устройства.

Расчет мощности калорифера

Расчет расхода теплоносителя

Расчета калориферов, в качестве теплоносителя которых используется вода или пар, происходит по определенной методике. Здесь важной составляющей являются не только точные расчеты, но и определенная последовательность действий.

Добавление по теме

Обратите внимание!

Если вы не найдете ответ на свой вопрос в этой статье, то посмотрите вопросы наших читателей. Может быть кто-то уже задавал вопрос, похожий на ваш:

Расчет производительности для нагрева воздуха определенного объема

Определяем массовый расход нагреваемого воздуха

G (кг/ч) = L х р

где:

L — объемное количество нагреваемого воздуха, м.куб/час
p — плотность воздуха при средней температуре (сумму температуры воздуха на входе и выходе из калорифера разделить на два) — таблица показателей плотности представлена выше, кг/м.куб

Определяем расход теплоты для нагревания воздуха

Q (Вт) = G х c х (t кон — t нач)

где:

G — массовый расход воздуха, кг/час с — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг•K), (показатель берется по температуре входящего воздуха из таблицы)
t нач — температура воздуха на входе в теплообменник, °С
t кон — температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С

к оглавлению ↑

Вычисление фронтального сечения устройства, требующегося для прохода воздушного потока

Определившись с необходимой тепловой мощностью для обогрева требуемого объема, находим фронтальное сечение для прохода воздуха.

Фронтальное сечение — рабочее внутреннее сечение с теплоотдающими трубками, через которое непосредственно проходят потоки нагнетаемого холодного воздуха.

f (м.кв) = G / v

где:

G — массовый расход воздуха, кг/час
v — массовая скорость воздуха — для оребренных калориферов принимается в диапазоне 3 — 5 (кг/м.кв•с). Допустимые значения — до 7 — 8 кг/м.кв•с

к оглавлению ↑

Вычисление значений массовой скорости

Находим действительную массовую скорость для калориферной установки

  V(кг/м.кв•с) = G / f

где:

G — массовый расход воздуха, кг/час
f — площадь действительного фронтального сечения, берущегося в расчет, м.кв

к оглавлению ↑

Расчет расхода теплоносителя в калориферной установке

Рассчитываем расход теплоносителя

Gw (кг/сек) = Q / ((cw х (t вх — t вых))

где:

Q — расход тепла для нагрева воздуха, Вт
cw — удельная теплоемкость воды Дж/(кг•K)
t вх — температура воды на входе в теплообменник, °С
t вых — температура воды на выходе из теплообменника, °С

к оглавлению ↑

Подсчет скорости движения воды в трубах калорифера

W (м/сек) = Gw / (pw х fw)

где:

Gw — расход теплоносителя, кг/сек
pw — плотность воды при средней температуре в воздухонагревателе (принимается по таблице внизу), кг/м.куб
fw — средняя площадь живого сечения одного хода теплообменника (принимается по таблице подбора калориферов КСк), м.кв

к оглавлению ↑

Определение коэффициента теплопередачи

Коэффициент теплотехнической эффективности рассчитывается по формуле

Квт/(м.куб х С) = А х Vn х Wm

где:

V – действительная массовая скорость кг/м.кв х с
W – скорость движения воды в трубах м/сек
A

к оглавлению ↑

Расчет тепловой производительности калориферной установки

Подсчет фактической тепловой мощности:

q (Вт) = K х F х ((t вх +t вых)/2 — (t нач +t кон)/2))

или, если подсчитан температурный напор, то:

q (Вт) = K х F х средний температурный напор

где:

K — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м.кв•°C)
F — площадь поверхности нагрева выбранного калорифера (принимается по таблице подбора), м.кв
t вх — температура воды на входе в теплообменник, °С
t вых — температура воды на выходе из теплообменника, °С
t нач — температура воздуха на входе в теплообменник, °С
t кон — температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С

к оглавлению ↑

Определение запаса устройства по тепловой мощности

Определяем запас тепловой производительности:

((qQ) / Q) х 100

где:

q — фактическая тепловая мощность подобранных калориферов, Вт
Q — расчетная тепловая мощность, Вт

к оглавлению ↑

Расчет аэродинамического сопротивления

Расчет аэродинамического сопротивления. Величину потерь по воздуху можно рассчитать по формуле:

ΔРа (Па)=В х Vr

где:

v — действительная массовая скорость воздуха, кг/м.кв•с
B, r — значение модуля и степеней из таблицы

Помогла вам статья произвести расчет калорифера?

Помогла, мне все понятноНе помогла, нужно объяснить более подробно

к оглавлению ↑

Определение гидравлического сопротивления теплоносителя

Расчет гидравлического сопротивления калорифера вычисляется по следующей формуле:

ΔPw(кПа)= С х W2

где:

С — значение коэффициента гидравлического сопротивления заданной модели теплообменника (смотреть по таблице)
W — скорость движения воды в трубках воздухонагревателя, м/сек.

ventilationpro.ru

Использование тепла выделяемого компрессорной станцией, рекуперация тепла Статьи

« Назад

Рекуперация тепла при производстве сжатого воздуха

Рекуперация тепла от винтового компрессора, для отопления помещения или нагрева воды, позволяет существенно снизать издержки предприятия, при этом затраты на оборудования для рекуперации быстро окупаются.

Не смотря на все преимущества сжатого воздуха, как энергоносителя, компрессоры потребляют не малое количество энергии, которая в процессе сжатия преобразуется в тепло. Выделяемое тепло может быть использовано для отопления помещения, нагрева воды, что поможет снизить расходы предприятия. Благодаря рекуперации тепла, возможно полезно использовать до 80% мощности от номинальной мощности электромотора компрессора.

Использование тепла для отопления помещений.
Наиболее эффективным и простым способом использования тепла, выделяемого компрессором, в процессе сжатия воздуха, является использование тепла для отопления помещения. Так как не требуется дополнительных теплообменников. Зимой горячий воздух подается в помещение, летом горячий воздух можно отводить на улицу, через систему приточно-вытяжной вентиляции. Но следует отметить, что длина воздуховодов (по которым подается горячий воздух) не должна быть длинной, причиной служит падение давления и охлаждение горячего воздуха в канале вентиляции.

Нагрев воды.
Для использования тепла для нагрева воды системы отопления  используется теплообменник встроенный в компрессор, или стоящий отдельно. Горячее масло проходит через теплообменник, отдавая свое тепло воде, при этом температура воды может достигать  50-70 оС. При этом компрессор имеет две системы охлаждения: воздушное и водяное. При использовании водяного охлаждения в сочетании с системой вентиляции возможна установка компрессора в небольшое помещение. Следует отметить, что рекуперация тепла происходит только когда компрессор под нагрузкой. Потому рекуперация для нагрева воды, используется в поддержку основного цикла нагрева.
 Для предотвращения попадания масла в воду, могут быть использованы специальные теплообменники, что позволяет рекуперировать тепло но при этом температура нагретой воды снижается. При использовании специальных теплообменников возможен нагрев бытовой воды. Средняя окупаемость оборудования для рекуперации (теплообменника) составляет не более года.

При использовании встроенного теплообменника изначальные инвестиции незначительны, но с учетом роста цен на электроэнергию, рекуперация позволяет экономить предприятию значительные средства.

proftehno.ru

Расчет температуры подогрева воздуха — fiziku5.ru

= (1 – 0,3 ) · (Ǫрн)п. г / (V0)п. г + 0,3 · (Ǫрн)м / (V0)м =

= (1 – 0,3) · 35 148 / 10,528 + 0,3 · 40 705 / 12,204 = 3338 кДж/м3.

Таблица 2.1 – Результаты расчета характеристик процесса горения природного газа и мазута

п/п

Характеристики

процесса

Размерность

Природный газ

Мазут

α = 1,0

α= 1,2

α = 1,0

α = 1,2

1

Расход влажного воздуха,

Lвлi

м3/м3,

м3/кг

9,528

11,434

10,842

13,010

2

Объем образующихся продуктов горения, Vi

м3/м3,

м3/кг

10,528

12,434

12,204

14,40

Аналогичная величина для отыскания балансовой температуры горения —

iб общ = (1 – z ) · ( iб общ)п. г + z ( iбобщ ) м =

= (1 — 0,3) · (Qрн – 0,03 Ǫрн) п. г / (V0) п. г +

+ 0,3 ·( Ǫрн — 0,03 Ǫрн)м/(V0)м =

= (1 – 0,3) · 0,97 · 35 148/10,528 +

+ 0,30,97 · 40 617 / 12,204 = 3238 кДж/м3.

Поскольку доля природного газа по теплоте в продуктах го­рения составляет 70%, то целесообразно воспользоваться для определения теоретической и балансовой температур горения i-t-диаграммой для природного газа, представленной на рис. 2.1. Используя эту диаграмму, получим:

tт0= 1850°С и tбо= 1890°С.

При α =1,2.

В соответствии с условиями примера теплосодержание про­дуктов горения будет определяться не только химической энер­гией этих топлив, но и физической теплотой, которую вносит в процесс горения подогретый воздух.

Физической теплотой, обусловленной подогревом мазута до 100°С, обычно пренебрегают ввиду незначительности той тепловой энергии, которую вносит подогретый мазут в тепловой баланс процесса горения. Таким образом, с учетом этого обстоятельства теплосодержание продуктов горения, необходимое для определения теоретической температуры горения составит:

iTобщ = (1 – z ) · (iTобщ)п. г.+ z (iTобщ)м =

= (1 — z) · (ix + iв)п. г +z · (ix + iв)м = (1 – z) · {[( Qрн)п. г / (Vα)п. г ] +

+ [(Lα ) п. г · сt0 · tв / (Vα)п. г]} + z{[(Qрн)м / (Vα)м] +[(Lα)м сt0 ·tв/ (Vα)м] }

= (1 – 0,3) · [(35 148 / 12,434) + (11,434 · 1,401100/12,434)] +

+ 0,3 [(40 705 / 14,400) + (13,010 ·1,40 · 1100 / 14,400)] =

= 4115 кДж/м3.

В этом выражении теплоемкость воздуха в интервале температур от 0 до 1100°С принята равной сt0 = 1,40 кДж / (м3оС) (см. табл.2.2).

iб общ= (1 – z) ( iб общ)п. г + z (iб общ )м =

= {( 1 — 0,3) · (Qрн – 0,03 · Qрн )п. г / (Vα)п. г + [(Lα) п. г сt0 · tв /(V0)п. г]} +

+{0,3 · ( Qрн – 0,03 · Qрн )м / (Vα)м + [(Lα)м сt0 · tв / (Vα)м ]}=

= (1 – 0,3) [(0,97 · 35 148/12,434) +

(11,434 · 1,40 ·1100 / 12,434)] + 0,3 · [(0,97 · 40 705/12,204) +

+ (13,01 · 1,40 · 1100 /14,400)] = 4203 кДж/м3.

При α =1,2 в продуктах горения присутствует избыточный воздух. Его количество υL рассчитывают в соответствии с выражением (2.51). Для применения этой формулы следует располагать значениями расходов воздуха — (L0) (при α = 1,0) и (Lα) (при = 1,2), а также значением выхода продуктов горения — (Vα) (при α =1,2). Эти величины позволяют определить избыток воздуха при сжигании отдельно природного газа и мазута:

(υL)п. г = [(Lα) п. г – (L0) п. г ] · 100 /(Vα)п. г =

= (11,224 – 9,353) 100 / 12,434 = 15,05 %.

(υL)м = [(Lα) м – (L0) м 100 / (Vα)м =

= (13,010 – 10,842) 100 / 14,400 = 13,40 %.

По полученным выше данным следует найти процентное со­держание избыточного воздуха в продуктах горения. В первом приближении с достаточной для инженерных расчетов точностью избыток воздуха при совместном сжигании природного газа и мазута можно рассчитать по следующей формуле:

(υL)см = [(1 – z ) · (υL)п. г + z (υL)м] =

= (1 — 0,3) 15,05 + 0,3 13,40 = 14,52 %.

Используя для определения теоретической и балансовой температур горения i—t — диаграмму для природного газа, представленную на рис. 2.1, и рассчитанные значения iTобщ = 4115 кДж/м3 и iб общ = 4203 кДж/м3, а также L)см = 13,40 %, получим:

tTα = 2260°С, tбα = 2410°С.

2.5. Расчет температуры подогрева воздуха

Определить температуру подогрева воздуха, способную обеспечить при горении доменного газа с коэффициентом рас­хода воздуха α -1,2 нагрев стальных заготовок. Практическая температура горения, которая устанавливается в процессе эксплуатации печного агрегата при нагреве стальных заготовок составляет tпр = 1350 °С, что для рассматриваемых условий нагрева металла соответствует теоретической температуре горения, равной tTα= 1588 °С (пирометрический коэффициент η = 0,85).

Сжигание доменного газа, теплота сгорания которого равна (Qрн)д. г = 3500 кДж/м3, в атмосфере холодного воздуха при коэффициенте его расхода α =1,2 не может обеспечить такой температурный потенциал, так как теоретическая температура горе­ния в этих условиях оказывается равной tTα = 1270 °С, а практическая температура горения — tпр =1079 °С при том же пирометрическом коэффициенте.

Для того, чтобы определить какое теплосодержание про­дуктов горения соответствует теоретической температуре го­рения, равной tTα= 1588 °С, при коэффициенте расхода воздуха α= 1,2, необходимо располагать такими характеристиками процесса горения, как теоретический и практический расходы воздуха на горение L0, Lα,теоретический и практический вы­ход продуктов горения V0, . Решение этой задачи можно осуществить, используя приближенный метод расчета горения топлива.

1. В соответствии с данными табл.2.1 формулы для определе­ния необходимых величин таковы:

L0= 0,001 · l1 · (Qрн)д. г = 0,001 · 0,191 · 3500 = 0,669 м3 /м 3;

∆V = 0,97 — 0,001 · 0,031 · (Qрн)д. г =

= 0,97 — 0,001 · 0,031 · 3500 = 0,861 м3 /м3;

V0 =L0+ ∆V = 0,669 + 0,861 = 1,53 м3 /м3;

= Lα +∆V = α · L0+ ∆V = 1,2 · 0,669 + 0,861 = 1,664 м3 /м 3;

υL = [(Lα — L0) / Vα ] ·100 = [(0,803 — 0,669) / 1,664] · 100 = 8,1%.

Полученные данные позволяют, используя диаграмму рис. 2.3, определить теплосодержание продуктов горения при заданных теоретической температуре горения (1588°С) и коэффициенте расхода воздуха α= 1,2. Последнее условие соответствует υL=8,1%. При этом алгоритм решения поставленной задачи определяется следующими этапами:

2. По диаграмме рис. 2.3 определяют общее теплосодержание 1 м3 продуктов горения — iбобщ, соответствующее заданным условиям —tTα= 1588°С и υL= 8,1 %. В итоге получают:

iбобщ = ix + iв = 2700 кДж/м3.

3. Определяют количество тепловой энергии, которая поступает в 1 м3 продуктов горения за счет сжигания доменного газа:

fiziku5.ru

admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о