1598005380-0559a554b30469b1dfce4c2a23370a37 (811203), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Удельный рмход воды Ч 5 5/(419.10-3.0 85) 1 55.10-3 ю/ м2 с . 63. РАСЧЕТ ТБПЛООБМБННИКОВ И БАКОВ-АККУМУЛЯТОРОВ В двухконтурных системах солнечного тепло- и хладоснабжения используют как проточные, так и емкостные теплообменники. При расходах теплоносителя, превышающих 2000 кг/ч, рекомендуется применять водоводяные секционные подогреватели, а при меньших расходах — теплообменники типа ТТ вЂ” '*труба в трубе" (рис. 6.4, табл. 6.2).
Проточные теплообменники систем солнечного тепло- и хладоснабжения подключают по противоточной схеме. 62. Твзвюысйве харакверзютлки теплсюбмеввнков звпа ТТ разработанных ВНИИвефтемаш 113 626 25/20 38/32 314 25/20 38/32 628 14 ' 4500 140 14 4500 Ыр ТТ1-25/38.10/10 Т)П.25/38-10/10 151 150 Пример 1.
Определить равнанмную температуру СВН с одинарным и двойным остекле. вием при интенсивности прямоЙ солнечной Рюшюпшрзгз 600 Вт/м2 и рассеянной— Рр/р = 200 Вт/м прн температуре окружающей среды Т 25 оС и скорости ветра 5 ы/с. Для СВН с одинарным астеклезием Т (600.0 74 г 200,0 64)/8+ 25 97 оС. Р (6.23) г5Р1 5000«~ф АР2 10800+ для теплообменников типа ТТ (6.24) г ~à — > П Г)~ пцп вых вх пцп вых вх (6.20) гэ Р1 8000«)з/л, гбр2 13800«+/л (6.25) (6.2!) ~-ыт( с-'Я г ~пэ 1-я 1 — ытт)(1-д)1 ехр ЛР =2,2 10 5г5Р,«т( т)-0,25 (6.26) 1-е р(-Ытту ).
(6.27) (6.22) Р„=а (тг,— т„,)13800 ТЬта, (6.28) 152 рнк б,ф. Секции прон«шаго жэцыобнртнмка ж'эы "труба в трубе (Т Т) 1 — наружная труба; 2 — внутренняя труба; 3 - распределительная камерж 8 — поворотная камера Расчет скорости теплообменников, включенных в установки солнечного теплоснабжения, выполняют по известным зависимостям, в том числе по выражениям, определяющим понятие эффективности теплообменника (метод Я - ыты): где 6' — эффективность теплообменника; Игг; Н'в — сошветственно нодяные эквивален- тЫ РаСХОДОВ тЕПЛОНОСНтЕЛЯ Н ВОДЫ; Я НГшгпИ'ш „— ОтиОШЕНИЕ МИНИМаЛЬНОГО И МаКСИ- мального из двух водяных эквивалентен расходов теплоносителя и подогреваемой среды, проходяших через теплаобменник; Ь(Т11 — так ниываемое число единиц переноса тепла .
(Т вЂ” темпеуаттуа, У вЂ” пРкведенный коэффициент теплопеуедачн): МТЫ = 1Р оГИг гп, где 2о х — коэффициент теплопередачи, Вт/ м РС; Р— плошадь поверхности нагрева, м; Т в, Тх в — температура соответственно горячей и хололной волы. Трудность расчета теплообменников при проектировании установок солнечного теплоснабжения связана с тем, что они работают при переменных температурах, а часто и непостоянных расходах теплоносителей. Поэтому на практике можно испольэовать упрощенные зависимости для определения необходимых площадей теплообмена где сг — количество воды, нагреаеемой за период работы установки, кг; Т вЂ” продолжительность суточного цикла работы установки, чй эб Т вЂ” средний температурный напор в теплообменнике, принимаемый не более 5 оС; 1 — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2РС).
Значение (г определяют по эмпирическов формуле .„,, г(„(«г«2)0,81; 0,8 где а = 5500 для секционных водоподогревателей, а "5150 для подогревыелей типа ТТ «, 1 «1 «2 — скорости движения теплоносителя соответственно в трубном и межтрубном сечениях теплоабменника, мlс (значения скоростей «1 и «2 для секционных водоподогревателей следует принимать в пределах 0,3 ... 1 м/с, для теплообменннков типа ТТ вЂ” 0,5 ...
1 м/с). При использовании в солнечном контуре антифризов коэффициент теплопередачи уменьшают на 10 ... 15%. Гидравлическое сопротивление проточных теплообменников определяют по известным зависимостям или по приближенным формулам. Для секционных водоподогревателей потери давления внутри тр б у и межтрубном пространстве соответственно равны: где з — число секций; л — число параллельных ходов (л 1 для ТТ1 и л 2 для ТТ2). Ф ормулы получены для воды; при использовании других теплоносителей потери давления могут быть определены из соотношения Эл»ь ффективность теплообменника, совмещенного с баком- ккуму ~ором (емкостной водонагреватель), работающего в режиме нагрева без отбора тепла (пренебрегая теплопотерями нагреваемой и н р щей жидкостей и с учетом среднелогарифмического значения их Разности) выражают известным уравнением (при иг ььуу ч.
) б т "д~льную пРоизводительность эа время Тнаходятиз в р Иг Т' 0!кои Тб иач)г(тшгх — тб иач) 1 ехр( — С ), Нгб 20,9 1,75 350 35 34,1 2,85 350 56,5 28,1 3,7 1000 108 43,8 5,8 1000 168 1680 2780 2300 3600 20 20 32 32 1 1,6 2,5 (6.зо) где ь — теплопотери, Вт/оС.
1 пр 7И ~тб[/1 .Ф б[г1 0 — в остальных случаях; (6.31) )ф ~А ~[4 упрел (тирад Тггач) еху( Вь )г (6.33) Явтхв.+ ГТ ° брт 6'бтвх)/баб! В=(И7 + ! + (у Е )/Игб В случае р/-секциойного бака секциях) выражения для расчета вид: 155 Рабочая вмес- Диаметр труб Полная длина Суммаркая Поверхность Сечение Масса тимость, мЗ змеевика, змеевика, мм длина труб нагрева, м2 змеевика, змсеви- Е!,м мм2 ' ка,кг В аппаратах с гладкотрубными теплообменниками точное определение коэффициентов теплопередачи через внутреннюю и наружную поверхности достаточно сложно.
Для их нахождения при свободном и вынужденном движениях сред существует целый ряд методических пособий и номограмм. Расчет емкостных теплообменников также можно выполнять по формуле (6.22). При этом средний температурный напор следует принимать большим, чем в скоростных теплообменниках (10 ... 15 оС), а коэффициент теплопередачи — 250 ... 300 Вт/(м оС). 2.о .
Для серийных емкостных теплообменников типа СТД рекомендуется использовать гладкотрубные однопроходные змеевики (рис. 6.5, табл. 6.3). Гидравлическое сопротивление змеевиков определяют по формуле ~5 Р 125(Е !/г/+ 940)с2. (6.29) где Я ! - суммарная длина труб теплообменника, м; г/ — условный проход труб, м; т— ысоросгь теплоносителя в трубах, м/с. ряеА5. Коиырукпия зьиеввка пакостного ыплообыевыака типа Стд На практике площадь проточных теплообменников принимают 0,05 ... 0,07 мг, а для емкостных 0,08 ... 0,12 мг на 1 мг солнечного коллектора.
Тепловой расчет баков-аккумуляторов выполняют по балансовым уравнениям, которые в общем случае имеют вид Р/б г/тб/г/ т ш (т т ) РУ (тб - т ) — Г (т - то), В случае дьсекционного бака-аккумулятора необходимо устройство автоматического управления, предотвращающего переход тепла от более нагретых секций к менее нагретым. Их работу описывают управляющие функции ФЗ(!), Фш определяемые как 1 — при работе насоса пиркулядиояяого контура; 0 — в остальных случаях . Баланс энергии;-й секции/ч-секционного бака записывают в виде буб[г)отб[~[/г/ь = ФнбгоИкгт(тт[!1 — Тт[!+ 11 т Зуб(тб[г[ Тб[! + 1В + Г (Тб[!1 — То)' (6.зг) Решая уравнения (6.30) ...
(6.32) с учетом начальных условий (в тб- тн,ч при с = О), находят изменение температуры воды в баке- аккумуляторе в предположении неизменности факторов в течение периодаинтегрирования уравнения где Тд — пРедельнаЯ темпеРатУРа, до котоРой можно нагуеы даннмй бак лРи пРочих заланнмх параметрах. (6.34) (без стратификации в отдельных температур принимают следующий (б.35) А[!]=(ит [з]тб[!+П+ Г йтб+фа[]эрт се[] т[][ б[]' Б[!] Отн[т]+ 1 И+фа[!])т'т Е б['])! 6[']1 Т [(] = А[!]/В[!] - (А[!]!В[!] — Т„за[!]) Оэр(" В[!1 т' ). б' — толщина изОляции, м„',л коэффициент теплопроводиости изоляции, из Вт! м.ос ! З( — коэффююент теплоабменю киэ - коэффициент теппопеРедачи чеРеэ изоляцюо Вт/(м ОС); Оп — допустимые потери тепла, Вт; Аб — плопццн бака-аккумуля2о торэ, м2; Тб — Расчетнаа юмпеуатУРЗ воды в баке, ОС.
По этим выражениям составляют систему рекуррентных уравнений, ЭВМ для расчета многосекционного легко программируемую на , д стратифицированного бака-аккумулятора. Расчет грунтового аккумулятора в си у ци л кличности режима его работы выполняют отдельно для зарядки и разрядки. Б равнение для инженерного расчета слоевого грунтоалансовое урав я ки имеет вого (гравииного, каменного) аккумулятора в режиме заряд м следующий вид (для;-го слоя): (6.36) м[!]сл;[(][па' - !соту[(](тт[(] - та[(Ъ Т (Га[!] То)' тде М, С, 'т' — соответственно масса, теплоемкость и объем засыпки; коэффициент теплопотери.
Температуру воздуха, выходящего из аккумулятора, определяют по уравнению Эут(т „- т „) - ~От(т Т,). (6.37) Для нахождения объемного коэффициента теплоотдачи имеется эмпирическое соотноше ние устанавливающее его зависимость от расхода воздуха й и эквивалентного сферического диаметра частиц пт („= ббб(В!Ц)Р ', (6.38) тдвд ( — ) / (э - суммарный объеы частиц; и - чис о ч 1! л а .. Оэ л 3 Для режима разрядки уравнение теплового баланса имеет вид (6.39) сы[ЫТЗ[(](нт -)т(та[(]-та[1-1В- р эИ(тз[(]-то). Составляя систему из уравнений для всех слоев аккумулятора, можно сформировать математическую модель для его расчета. Тепловую изоляцию баков-аккумуляторов можно рассчитать по формулам: (6.40) 7'ит( ~ йиэ = ОЯАб(Тб — То)]' 156 5.4.
МБТОДЫ РАСЧБТА И Проплтлропдрйлп 1' солнкп(ого тппло-и хлАдоспалжлллл Общие сведения. В настоящее время разработано множество методов расчета систем солнечного .теплоснабжения, которые условно можно классифицировать по следующим факторам: уровню математического описания — использующие полную или упрощенную математическую модель системы и ее элементов, характеристики в средней точке, уравнение регрессии; режиму работы, для которого выполняют расчет — номинальный, эксплуатационный; использованию вычислительных средств для расчетов — с использованием электронно-вычислительных машин и без них (ручной). Каждый метод расчета имеет свои достоинства, ограничения и целесообразную область применения.
В зависимости от типа используемой системы, применяемого оборудования и т.д. определяется и метод ее расчета. Наиболее простым является метод расчета по средней точке, когда линейную или даже нелинейную характеристику системы или элемента заменяют одним значением — чаще всего такой расчет ведется по КПД. Этот метод, естественно, имеет наибольшие погрешности„однако он прост, позволяет оперативно сравнивать различные варианты и при хорошем знании используемых величин может быть рекомендован для предварительных расчетов на стадии технико-зкономического сравнения вариантов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
