Приложение 9. Тепловой и гидравлический расчет горизонтальных многоходовых пароводяных подогревателей

Приложение 9

Тепловой и гидравлический расчет
горизонтальных многоходовых пароводяных подогревателей

Подогреватели горизонтальные пароводяные тепловых сетей (двух- и четырехходовые) по ОСТ 108.271.105 предназначены для систем отопления и горячего водоснабжения.

1. Поверхность нагрева пароводяных подогревателей F, , определяется по формуле

, (1)

где - расчетная тепловая производительность водоподогревателя, Вт;

k - коэффициент теплопередачи водоподогревателя, ;

- расчетная разность температур между греющей и нагреваемой средами, °С.

2. Расчетная тепловая производительность водоподогревателя на отопление или на горячее водоснабжение определяется по прил. 2.

При этом, учитывая требования п. 4.8 настоящего свода правил, для каждого подогревателя расчетная производительность, определенная по прил. 2, делится на 2.

3. Коэффициент теплопередачи k, определяется по формуле

, (2)

где - коэффициент теплоотдачи при продольном омывании от стенки трубки к нагреваемой воде, ;

- коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к горизонтальной стенке трубки, ;

- толщина стенки трубки, м;

- толщина накипи, м, принимаемая на основании эксплуатационных данных для конкретного района с учетом качества воды, а при отсутствии данных допускается принимать равной 0,0005 м;

- теплопроводность стенки трубки, , принимается для стали равной 58 , для латуни - 105 ;

- то же, слоя накипи, принимается равной 2,3 .

4. Коэффициент теплоотдачи , , от стенки трубки к нагреваемой воде в области турбулентного движения, определяется по формуле

, (3)

где - средняя температура нагреваемой воды, °С, определяемая по формуле

; (4)

; - температура нагреваемой воды соответственно на входе и выходе из водоподогревателя, °С;

- внутренний диаметр трубок, м;

- скорость воды в трубках, м/с, определяется по формуле

; (5)

- площадь сечения всех трубок в одном ходу подогревателя, , определяется по формуле

; (6)

n - количество трубок в одном ходу, шт.;

- плотность воды при средней температуре , ;

- расчетный расход нагреваемой воды в трубках, кг/ч.

5. Коэффициент теплоотдачи , , от конденсирующегося пара к стенке трубки определяется по формуле

, (7)

где - температура насыщения пара, °С;

m - приведенное число трубок, шт., определяемое по формуле

, (8)

где - общее число трубок в подогревателе, шт.;

- максимальное число трубок в вертикальном ряду, шт.;

- средняя температура стенок трубок, °С, определяется приближенно по формуле

(9)

и проверяется после предварительного расчета подогревателя по формуле

. (10)

При несовпадении значений , определенных по формулам (9) и (10), более чем на 3 °С следует пересчитывать, приняв значение , определенное по формуле (10).

6. Расчетную разность температур , °С, между греющей и нагреваемой средами определяют по формуле

, (11)

где , - соответственно большая и меньшая разность температур между греющей и нагреваемой средами на входе и выходе из подогревателя, °С, определяется по формулам:

; (12)

. (13)

При расчете пароводяных водоподогревателей отопления температуру нагреваемой воды на входе и выходе из водоподогревателя следует принимать

,

где - температура воды в обратном трубопроводе систем отопления при расчетной температуре наружного воздуха , °С;

,

где - температура воды в подающем трубопроводе тепловых сетей за ЦТП или в подающем трубопроводе системы отопления при установке водоподогревателя в ИТП при расчетной температуре наружного воздуха , °С.

В этом случае расчетная разность температур , °С, определится по формуле

. (14)

Примечание. При независимом присоединении систем отопления и вентиляции через общий водоподогреватель температуру нагреваемой воды в обратном трубопроводе на входе в водоподогреватель следует определять с учетом температуры воды после присоединения трубопровода систем вентиляции. При расходе теплоты на вентиляцию не более 15% суммарного максимального теплового потока на отопление допускается температуру нагреваемой воды перед водоподогревателем принимать равной температуре воды в обратном трубопроводе системы отопления.

При расчете водоподогревателя на горячее водоснабжение температуру нагреваемой воды, °С, следует принимать:

на входе в водоподогреватель - равной температуре холодной (водопроводной) воды в отопительный период; при отсутствии данных принимается равной 5°С;

на выходе из водоподогревателя - равной температуре воды, поступающей в систему горячего водоснабжения , в ЦТП и в ИТП а в ЦТП с вакуумной деаэрацией

7. Расходы нагреваемой воды для расчета водоподогревателей систем отопления, кг/ч, следует определять по формулам:

; (15)

при независимом присоединении систем отопления и вентиляции через общий водоподогреватель

, (16)

где , - соответственно максимальные тепловые потоки на отопление и вентиляцию, Вт.

Расход нагреваемой воды, кг/ч, для расчета водоподогревателей горячего водоснабжения определяется по формуле

, (17)

где - расчетная производительность водоподогревателя, Вт (см. прил. 2).

8. Потери давления ДРН, Па, для воды, проходящей в трубках водоподогревателя

,

где - скорость воды, м/с, определяемая по формуле (5);

z - число последовательных ходов водоподогревателя;

l - длина одного хода, м;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений;

- коэффициент гидравлического трения.

Эквивалентную шероховатость внутренней поверхности латунных трубок при определении можно принимать 0,0002 м.

Сумму коэффициентов местных сопротивлений в трубках можно принимать:

для двухходовых водоподогревателей ;

для четырехходовых водоподогревателей .