Plate heat exchanger para sa suplay ng mainit na tubig. Ano ang hahanapin kapag pumipili.

Ang pagkalkula ng heat exchanger ay kasalukuyang tumatagal ng hindi hihigit sa limang minuto. Ang anumang samahan na gumagawa at nagbebenta ng naturang kagamitan, bilang panuntunan, ay nagbibigay sa bawat isa ng sarili nitong programa sa pagpili. Maaari mong i-download ito nang libre mula sa website ng kumpanya, o ang kanilang tekniko ay pupunta sa iyong tanggapan at mai-install ito nang libre. Gayunpaman, gaano katumpak ang resulta ng naturang mga kalkulasyon, posible bang pagkatiwalaan ito at ang tagagawa ay hindi tuso kapag nakikipaglaban sa isang malambing sa mga katunggali nito? Ang pagsuri sa isang elektronikong calculator ay nangangailangan ng kaalaman o hindi bababa sa isang pag-unawa sa pamamaraan ng pagkalkula para sa mga modernong heat exchanger. Subukan nating alamin ang mga detalye.

Ano ang isang heat exchanger

Bago kalkulahin ang heat exchanger, tandaan natin, anong uri ng aparato ito? Ang isang aparato ng palitan ng init at masa (aka isang heat exchanger, aka isang heat exchanger, o TOA) ay isang aparato para sa paglilipat ng init mula sa isang heat carrier patungo sa isa pa. Sa proseso ng pagbabago ng temperatura ng mga coolant, ang kanilang mga density at, nang naaayon, ang mga tagapagpahiwatig ng masa ng mga sangkap ay nagbabago din. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga nasabing proseso ay tinatawag na heat at mass transfer.

Pangunahing konsepto ng paglipat ng init para sa pagkalkula

Ang mga nagpapalit ng init ay kinakalkula gamit ang pangunahing impormasyon sa mga batas sa palitan ng init.

Sa artikulong ito, titingnan namin ang ilan sa mga konsepto na ginamit sa naturang mga kalkulasyon.

• Tiyak na init ay ang dami ng enerhiya ng init na kinakailangan upang mapainit ang 1 kilo ng isang sangkap bawat 1 degree Celsius. Batay sa impormasyon sa kapasidad ng init, ipinapakita kung magkano ang naipon na init. Para sa mga kalkulasyon ng enerhiya ng init, ang average na halaga ng kapasidad ng init ay kinuha sa isang tiyak na saklaw ng mga tagapagpahiwatig ng temperatura.

• Ang halaga ng enerhiya ng init na kinakailangan upang mapainit ang 1 kg ng isang sangkap mula sa zero hanggang sa kinakailangang temperatura ay tinatawag tiyak na entalpy.

• Tiyak na init ng mga pagbabagong kemikal ay ang dami ng enerhiya ng init na inilabas sa proseso ng pagbabago ng kemikal ng anumang yunit ng bigat ng isang sangkap.

• Tiyak na init ng mga pagbabagong bahagi ng bahagi tinutukoy ang dami ng thermal enerhiya na hinihigop o inilabas sa panahon ng pagbabago ng anumang yunit ng masa ng isang sangkap mula solid hanggang likido, mula sa likido hanggang sa gas na estado ng pagsasama-sama, atbp

Ang isang online na calculator para sa pagkalkula ng isang heat exchanger mula sa ay makakatulong sa iyong makakuha ng isang solusyon sa loob ng 15 minuto. O maaari mong gamitin ang teorya para sa isang plate-type heat exchanger, na nakabalangkas sa ibaba sa artikulong ito, at gawin mo mismo ang mga kinakailangang kalkulasyon.

Mga uri ng paglipat ng init

Ngayon pag-usapan natin ang tungkol sa mga uri ng paglipat ng init - tatlo lamang sila. Radiation - ang paglipat ng init sa pamamagitan ng radiation. Bilang isang halimbawa, maaari mong isipin ang paglubog ng araw sa beach sa isang mainit na araw ng tag-init. At ang mga naturang heat exchanger ay maaaring matagpuan sa merkado (mga tube air heater). Gayunpaman, madalas para sa pagpainit ng mga tirahan, mga silid sa isang apartment, bumili kami ng langis o mga electric radiator. Ito ay isang halimbawa ng isa pang uri ng paglipat ng init - kombeksyon. Ang kombeksyon ay maaaring natural, sapilitang (exhaust hood, at mayroong isang recuperator sa kahon) o mekanikal na sapilitan (na may isang fan, halimbawa). Ang huli na uri ay mas mahusay.

Gayunpaman, ang pinaka mahusay na paraan ng paglilipat ng init ay ang kondaktibiti ng thermal, o, tulad ng tawag dito, pagpapadaloy (mula sa pagpapadaloy ng Ingles - "pagpapadaloy"). Ang sinumang inhinyero na magsasagawa ng isang thermal pagkalkula ng isang heat exchanger, una sa lahat, iniisip ang tungkol sa pagpili ng mahusay na kagamitan sa pinakamaliit na posibleng sukat.At ito ay nakakamit nang tiyak dahil sa thermal conductivity. Ang isang halimbawa nito ay ang pinaka mahusay na TOA ngayon - mga plate heat exchanger. Ang plate TOA, sa pamamagitan ng kahulugan, ay isang heat exchanger na naglilipat ng init mula sa isang coolant patungo sa isa pa sa pamamagitan ng paghihiwalay sa kanila ng pader. Ang maximum na posibleng lugar ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng dalawang media, kasama ang tamang napiling mga materyales, ang profile ng mga plate at ang kanilang kapal, ay nagbibigay-daan sa iyo upang i-minimize ang laki ng napiling kagamitan habang pinapanatili ang orihinal na mga teknikal na katangian na kinakailangan sa proseso ng teknolohikal.

Mga uri ng heat exchanger

Bago kalkulahin ang heat exchanger, natutukoy ang mga ito sa uri nito. Ang lahat ng TOA ay maaaring nahahati sa dalawang malalaking grupo: recuperative at regenerative heat exchanger. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga ito ay ang mga sumusunod: sa recuperative TOA, ang init exchange ay nangyayari sa pamamagitan ng isang pader na naghihiwalay sa dalawang coolant, at sa regenerative TOA, ang dalawang media ay may direktang pakikipag-ugnay sa bawat isa, madalas na paghahalo at nangangailangan ng kasunod na paghihiwalay sa mga espesyal na separator. Ang mga nagbabagong palitan ng init ay nahahati sa paghahalo at mga nagpapalitan ng init na may pag-iimpake (nakatigil, bumagsak o nakagitna). Mahirap na pagsasalita, isang balde ng mainit na tubig na nakalantad sa hamog na nagyelo o isang baso ng mainit na tsaa na inilagay sa ref upang palamig (huwag gawin iyon!) Ay isang halimbawa ng tulad ng paghahalo ng TOA. At sa pamamagitan ng pagbuhos ng tsaa sa isang platito at paglamig ito sa ganitong paraan, nakakakuha kami ng isang halimbawa ng isang nagbabagong init exchanger na may isang nguso ng gripo (ang platito sa halimbawang ito ay gumaganap ng papel ng isang nguso ng gripo), na unang nakikipag-ugnay sa nakapaligid na hangin at kumukuha ng temperatura nito , at pagkatapos ay tumatagal ng ilang mga init mula sa mainit na tsaa na ibinuhos dito., na naghahangad na dalhin ang parehong media sa thermal equilibrium. Gayunpaman, tulad ng nalaman na natin nang mas maaga, mas mahusay na gumamit ng thermal conductivity upang ilipat ang init mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, samakatuwid, ang TOA na mas kapaki-pakinabang sa mga tuntunin ng paglipat ng init (at malawak na ginagamit) ngayon, syempre, nagpapagaling

Halimbawa ng pagkalkula ng heat exchanger

Upang makalkula ang kinakailangang lakas (Q0), ginagamit ang pormula sa balanse ng init. Dito ikasal kumikilos bilang isang tukoy na kapasidad ng init (halaga ng tabular). Upang gawing simple ang mga kalkulasyon, maaari mong kunin ang nabawasan na antas ng kapasidad ng init

Dapat tandaan na alinsunod sa pormula, hindi alintana ang panig kung saan isinasagawa ang pagkalkula.

Susunod, kailangan mong hanapin ang kinakailangang lugar sa ibabaw batay sa pangunahing equation ng paglipat ng init, kung saan k ay ang koepisyent ng paglipat ng init, at ΔTav log. - average na ulo ng temperatura ng logarithmic na kinakalkula ng formula:

Sa isang hindi sigurado na koepisyent sa paglipat ng init, ang isang plate-type heat exchanger ay kinakalkula gamit ang isang mas kumplikadong pamamaraan. Maaaring gamitin ang formula upang makalkula ang criterion ng Reynolds.

Natagpuan sa talahanayan ang halaga ng pamantayan ng Prandtl na kailangan namin, maaari nating kalkulahin ang criterion ng Nusselt ng formula, kung saan n = 0.3 - kapag pinalamig ang likido, n = 0.4 - kapag nagpapainit ng likido.

Dagdag dito, batay sa pormula, maaari mong kalkulahin ang koepisyent ng paglipat ng init mula sa anumang carrier ng init sa pader, at alinsunod sa pormula, alamin ang koepisyent ng paglipat ng init na pinalitan sa pormula, kung saan kinakalkula ang lugar ng paglipat ng init sa lugar.

Kalkulasyon ng termal at istruktura

Ang anumang pagkalkula ng isang recuperative heat exchanger ay maaaring gawin batay sa mga resulta ng mga kalkulasyon ng thermal, haydroliko at lakas. Ang mga ito ay pangunahing, sapilitan sa disenyo ng mga bagong kagamitan at binubuo ang batayan ng pamamaraan ng pagkalkula para sa mga kasunod na mga modelo ng linya ng parehong uri ng patakaran ng pamahalaan. Ang pangunahing gawain ng thermal pagkalkula ng TOA ay upang matukoy ang kinakailangang lugar ng ibabaw ng palitan ng init para sa matatag na pagpapatakbo ng heat exchanger at mapanatili ang kinakailangang mga parameter ng media sa outlet.Kadalasan, sa mga naturang kalkulasyon, ang mga inhinyero ay binibigyan ng di-makatwirang mga halaga ng masa at laki ng mga katangian ng hinaharap na kagamitan (materyal, diameter ng tubo, sukat ng plate, geometry ng sinag, uri at materyal ng finning, atbp.), Samakatuwid, pagkatapos ng isang pang-init, isang nakabubuo na pagkalkula ng heat exchanger ay karaniwang isinasagawa. Sa katunayan, kung sa unang yugto kinalkula ng inhenyero ang kinakailangang lugar sa ibabaw para sa isang naibigay na lapad ng tubo, halimbawa, 60 mm, at ang haba ng heat exchanger kaya't naging mga animnapung metro, kung gayon mas lohikal na ipalagay paglipat sa isang multi-pass heat exchanger, o sa isang uri ng shell-and-tube, o upang madagdagan ang diameter ng mga tubo.

Pagkalkula ng haydroliko

Ang haydroliko o hydromekanikal, pati na rin ang mga pagkalkula ng aerodynamic ay isinasagawa upang matukoy at ma-optimize ang pagkawala ng presyon ng haydroliko (aerodynamic) sa exchanger ng init, pati na rin upang makalkula ang mga gastos sa enerhiya upang mapagtagumpayan ang mga ito. Ang pagkalkula ng anumang landas, channel o tubo para sa pagpasa ng coolant ay nagpapahiwatig ng pangunahing gawain para sa isang tao - upang paigtingin ang proseso ng paglipat ng init sa lugar na ito. Iyon ay, ang isang daluyan ay dapat magpadala, at ang iba pa ay dapat makatanggap ng maraming init hangga't maaari sa minimum na agwat ng daloy nito. Para sa mga ito, ang isang karagdagang ibabaw ng palitan ng init ay madalas na ginagamit sa anyo ng isang nabuo na ribbing sa ibabaw (upang paghiwalayin ang hangganan ng laminar sublayer at pagbutihin ang paggulo ng daloy). Ang pinakamainam na ratio ng balanse ng mga pagkawala ng haydroliko, lugar ng palitan ng init, sukat ng timbang at laki ng katangian at inalis na lakas ng init ay resulta ng isang kombinasyon ng thermal, hydraulic at nakabubuo na pagkalkula ng TOA.

Pagkalkula ng pagpapatunay

Ang pagkalkula ng heat exchanger ay isinasagawa sa kaso kung kinakailangan na maglatag ng isang margin para sa lakas o para sa lugar ng ibabaw ng palitan ng init. Ang ibabaw ay nakalaan para sa iba't ibang mga kadahilanan at sa iba't ibang mga sitwasyon: kung kinakailangan ito ayon sa mga tuntunin ng sanggunian, kung nagpasya ang tagagawa na magdagdag ng isang karagdagang margin upang matiyak na ang naturang isang heat exchanger ay gagana, at upang mabawasan mga pagkakamaling nagawa sa mga kalkulasyon. Sa ilang mga kaso, kinakailangan ang kalabisan upang maikot ang mga resulta ng mga sukat ng disenyo, sa iba pa (evaporator, economizers), isang margin sa ibabaw ay espesyal na ipinakilala sa pagkalkula ng kapasidad ng heat exchanger para sa kontaminasyon ng compressor oil na naroroon sa circuit ng pagpapalamig. At ang mababang kalidad ng tubig ay dapat isaalang-alang. Matapos ang ilang oras ng hindi nagagambala na pagpapatakbo ng mga nagpapalitan ng init, lalo na sa mataas na temperatura, ang sukat ay tumira sa ibabaw ng palitan ng init ng aparatong, binabawasan ang koepisyent ng paglipat ng init at hindi maiwasang humahantong sa isang pagbagsak ng parasitiko sa pag-aalis ng init. Samakatuwid, ang isang may kakayahang engineer, kapag kinakalkula ang isang water-to-water heat exchanger, ay nagbibigay ng espesyal na pansin sa karagdagang kalabisan ng ibabaw ng palitan ng init. Isinasagawa din ang pagkalkula ng pag-verify upang makita kung paano gagana ang napiling kagamitan sa iba pang, pangalawang mga mode. Halimbawa, sa mga gitnang air conditioner (mga unit ng supply ng hangin), una at pangalawang mga heater ng pag-init, na ginagamit sa malamig na panahon, ay madalas na ginagamit sa tag-init upang palamig ang papasok na hangin sa pamamagitan ng pagbibigay ng malamig na tubig sa mga tubo ng air heat exchanger. Paano gagana ang mga ito at kung anong mga parameter ang ibibigay nila ay nagbibigay-daan sa iyo upang suriin ang pagkalkula ng pag-verify.

Kinakailangan na data

Upang makalkula ang heat exchanger, kinakailangang ibigay ang sumusunod na data:

• pumapasok at lumalabas na temperatura sa parehong mga circuit. Ang mas malaki ang pagkakaiba sa pagitan ng mga ito, mas maliit ang mga sukat at presyo ng isang angkop na heat exchanger;
• ang maximum na antas ng presyon at temperatura ng medium ng pagtatrabaho. Mas mababa ang mga parameter, mas mura ang yunit;
• tagapagpahiwatig ng rate ng daloy ng masa ng coolant sa parehong mga circuit. Natutukoy ang throughput ng mga yunit.Ang pagkonsumo ng tubig ay madalas na ipinahiwatig. Kung pinarami mo ang mga numero para sa throughput at density, nakukuha mo ang kabuuang daloy ng masa;
• thermal power (load). Natutukoy ang dami ng init na ibinibigay ng yunit. Ang pagkalkula ng pagkarga ng init ng heat exchanger ay isinasagawa alinsunod sa pormulang P = m × cp × δt, kung saan ang m ay nangangahulugang ang rate ng daloy ng daluyan, ang cp ay tiyak na kapasidad ng init, at ang pagkakaiba sa temperatura sa papasok at outlet ng circuit.

Upang makalkula ang paglipat ng init ng heat exchanger, ang mga karagdagang katangian ay kailangang isaalang-alang. Ang uri ng nagtatrabaho medium at ang viscosity index ay tumutukoy sa materyal ng heat exchanger. Kakailanganin mo ang data sa average head ng temperatura (kinakalkula ng formula) at sa antas ng kontaminasyon ng nagtatrabaho na kapaligiran. Ang huling parameter ay bihirang isinasaalang-alang, dahil kinakailangan lamang ito sa mga pambihirang kaso.

Ang pagkalkula ng lakas ng exchanger ng init ay nangangailangan ng tumpak na impormasyon tungkol sa mga parameter sa itaas. Ang impormasyon ay maaaring makuha mula sa TU o ang kontrata mula sa samahan ng supply ng init, pati na rin ang TOR ng inhinyero.

Mga kalkulasyon sa pananaliksik

Ang mga kalkulasyon ng pagsasaliksik ng TOA ay isinasagawa batay sa nakuha na mga resulta ng mga kalkulasyon ng thermal at verification. Kinakailangan ang mga ito, bilang panuntunan, na gawin ang pinakabagong mga susog sa disenyo ng inaasahang patakaran. Isinasagawa din ang mga ito upang maitama ang anumang mga equation na inilatag sa ipinatupad na modelo ng pagkalkula ng TOA, na nakuha ng empirically (ayon sa pang-eksperimentong data). Ang pagsasagawa ng mga kalkulasyon sa pananaliksik ay nagsasangkot ng sampu, at kung minsan daan-daang mga kalkulasyon ayon sa isang espesyal na plano na binuo at ipinatupad sa produksyon ayon sa teorya ng matematika ng pagpaplano ng eksperimento. Ayon sa mga resulta, ang impluwensya ng iba't ibang mga kundisyon at pisikal na dami sa mga tagapagpahiwatig ng pagganap ng TOA ay isiniwalat.

Iba pang mga kalkulasyon

Kapag kinakalkula ang lugar ng heat exchanger, huwag kalimutan ang tungkol sa paglaban ng mga materyales. Kasama sa mga kalkulasyon ng lakas ng TOA ang pagsuri sa dinisenyo na yunit para sa stress, pamamaluktot, para sa paglalapat ng maximum na pinahihintulutang mga sandali ng pagpapatakbo sa mga bahagi at pagpupulong ng heat exchanger sa hinaharap. Sa kaunting sukat, ang produkto ay dapat maging matibay, matatag at ginagarantiyahan ang ligtas na operasyon sa iba't ibang, kahit na ang pinaka-nakababahalang mga kondisyon sa pagpapatakbo.

Isinasagawa ang Dynamic na pagkalkula upang matukoy ang iba't ibang mga katangian ng heat exchanger sa mga variable operating mode.

Mga nagpapalitan ng init na tubo-sa-tubo

Isaalang-alang natin ang pinakasimpleng pagkalkula ng isang pipe-in-pipe heat exchanger. Sa istruktura, ang ganitong uri ng TOA ay pinasimple hangga't maaari. Bilang isang patakaran, ang isang mainit na coolant ay pinapasok sa panloob na tubo ng aparato upang mabawasan ang pagkalugi, at ang isang coolant coolant ay inilunsad sa pambalot, o sa panlabas na tubo. Ang gawain ng inhinyero sa kasong ito ay nabawasan upang matukoy ang haba ng naturang isang heat exchanger batay sa kinakalkula na lugar ng ibabaw ng palitan ng init at binigyan ng mga diametro.

Dapat itong idagdag dito na ang konsepto ng isang perpektong exchanger ng init ay ipinakilala sa thermodynamics, iyon ay, isang aparato na walang hangganang haba, kung saan ang mga coolant ay gumagana sa isang counterflow, at ang pagkakaiba sa temperatura ay ganap na na-trigger sa pagitan nila. Ang disenyo ng tubo-sa-tubo ay pinakamalapit sa pagtugon sa mga kinakailangang ito. At kung patakbuhin mo ang mga coolant sa isang counterflow, kung gayon ito ang magiging tinatawag na "totoong counterflow" (at hindi crossflow, tulad ng sa plate na TOA). Ang ulo ng temperatura ay pinaka-mahusay na nag-trigger sa tulad ng isang samahan ng paggalaw. Gayunpaman, kapag kinakalkula ang isang tubo-sa-tubo na exchanger ng init, ang isang tao ay dapat maging makatotohanang at huwag kalimutan ang tungkol sa bahagi ng logistics, pati na rin ang kadalian ng pag-install. Ang haba ng eurotruck ay 13.5 metro, at hindi lahat ng mga teknikal na silid ay iniakma sa naaanod at pag-install ng kagamitan ng haba na ito.

Mga diagram ng koneksyon

Ang isang heat exchanger na tumatakbo sa water-to-water na prinsipyo ay may iba't ibang mga scheme ng koneksyon, gayunpaman, ang pangunahing uri ng mga loop ay naka-mount sa mga pamamahagi ng mga pipa ng network ng pag-init (maaari itong pribado o ipinagbibili ng mga serbisyo sa lungsod), at ang pangalawang uri ang mga loop ay naka-mount sa pipeline ng supply ng tubig.
Kadalasan, nakasalalay lamang ito sa mga pagpapasya sa proyekto kung anong uri ng koneksyon ang pinapayagan na magamit. Gayundin, ang iskema ng pag-install at ang pagpili nito ay batay sa mga pamantayan ng "Pagdidisenyo ng mga yunit ng pag-init" at sa pamantayan ng pinagsamang pakikipagsapalaran sa ilalim ng bilang na 41-101-95. Kung ang ratio at pagkakaiba ng maximum na posibleng daloy ng init ng tubig para sa mainit na supply ng tubig sa daloy ng init para sa pag-init ay natutukoy sa saklaw mula ≤0.2 hanggang ≥1, kung gayon ang batayan ay ang diagram ng koneksyon sa isang yugto, at kung mula sa 0.2≤ hanggang ≤1, pagkatapos ng dalawang degree ...

Pamantayan

Ang pinakasimpleng at pinakamabisang pamamaraan na ipatupad ay magkatulad. Sa ganitong pamamaraan, ang mga heat exchanger ay naka-mount sa serye na patungkol sa mga control valve, iyon ay, ang shut-off na balbula, pati na rin ang parallel sa buong network ng pag-init. Upang makamit ang maximum na palitan ng init sa loob ng system, kinakailangan ang mataas na rate ng pagkonsumo ng mga carrier ng init.

Dalawang yugto ng iskema

Dalawang yugto ng halo-halong sistema
Kung gumagamit ka ng isang dalawang yugto na pamamaraan, pagkatapos ay kasama nito, ang tubig ay pinainit alinman sa isang pares ng mga independiyenteng aparato, o sa isang pag-install ng monoblock. Mahalagang tandaan na ang scheme ng pag-install at ang pagiging kumplikado nito ay nakasalalay sa pangkalahatang pagsasaayos ng network. Sa kabilang banda, na may dalawang yugto na pamamaraan, ang antas ng kahusayan ng buong sistema ay tumataas, at ang pagkonsumo ng mga carrier ng init ay bumababa din (hanggang sa halos 40 porsyento).

Sa ganitong pamamaraan, ang paghahanda ng tubig ay nagaganap sa dalawang hakbang. Sa panahon ng unang hakbang, inilalapat ang thermal enerhiya, pag-init ng tubig sa 40 degree, at sa panahon ng pangalawang hakbang, ang tubig ay pinainit sa 60 degree.

Koneksyon ng uri ng serial

Dalawang yugto ng sunud-sunod na pamamaraan
Ang nasabing pamamaraan ay ipinatupad sa loob ng balangkas ng isa sa mga aparato para sa pagpapalitan ng init ng suplay ng mainit na tubig, at ang ganitong uri ng heat exchanger ay mas kumplikado sa disenyo kung ihahambing sa karaniwang mga pamamaraan. Malaki rin ang gastos.

Mga nagpapalitan ng init ng shell at tubo

Samakatuwid, napakadalas ang pagkalkula ng naturang patakaran ng pamahalaan ay maayos na dumadaloy sa pagkalkula ng isang shell-and-tube heat exchanger. Ito ay isang aparato kung saan ang isang bundle ng mga tubo ay matatagpuan sa isang solong pabahay (pambalot), hugasan ng iba't ibang mga coolant, depende sa layunin ng kagamitan. Sa mga condenser, halimbawa, ang ref ay pinapatakbo sa dyaket at ang tubig sa mga tubo. Sa pamamaraang ito ng paglipat ng media, mas maginhawa at mas epektibo upang makontrol ang pagpapatakbo ng aparato. Sa mga evaporator, sa kabaligtaran, ang nagpapalamig ay kumukulo sa mga tubo, at sabay na hugasan ng pinalamig na likido (tubig, brines, glycols, atbp.). Samakatuwid, ang pagkalkula ng isang shell-at-tube heat exchanger ay nabawasan sa pagliit ng laki ng kagamitan. Habang naglalaro ng diameter ng pambalot, ang lapad at bilang ng mga panloob na tubo at ang haba ng patakaran ng pamahalaan, naabot ng engineer ang kinakalkula na halaga ng lugar ng ibabaw ng palitan ng init.

Pagpapasiya ng koepisyent ng paglipat ng init

Para sa paunang mga kalkulasyon ng kagamitan sa palitan ng init at iba't ibang uri ng mga tseke, ginagamit ang tinatayang halaga ng mga coefficients, na na-standardize para sa ilang mga kategorya:

• mga coefficient ng paglipat ng init para sa paghalay ng singaw ng tubig - mula 4000 hanggang 15000 W / (m2K);
• mga coefficient ng paglipat ng init para sa tubig na gumagalaw sa pamamagitan ng mga tubo - mula 1200 hanggang 5800 W / (m2K);
• mga coefficient ng paglipat ng init mula sa singaw na condensate sa tubig - mula 800 hanggang 3500 W / (m2K).

Ang eksaktong pagkalkula ng koepisyent ng paglipat ng init (K) ay isinasagawa ayon sa sumusunod na pormula:

Sa pormulang ito:

• Ang α1 ay ang coefficient ng paglipat ng init para sa medium ng pag-init (ipinahayag sa W / (m2K));
• Ang α2 ay ang coefficient ng paglipat ng init para sa pinainit na carrier ng init (ipinahayag sa W / (m2K));
• δst - parameter ng kapal ng pader ng tubo (ipinahayag sa metro);
• λst - coefficient ng thermal conductivity ng materyal na ginamit para sa tubo (ipinahayag sa W / (m * K)).

Ang gayong pormula ay nagbibigay ng isang "perpektong" resulta, na karaniwang hindi tumutugma sa 100% sa totoong estado ng mga gawain. Samakatuwid, ang isa pang parameter ay idinagdag sa formula - Rzag.

Ito ay isang tagapagpahiwatig ng paglaban ng thermal ng iba't ibang mga kontaminant na nabubuo sa mga ibabaw ng pag-init ng tubo (ibig sabihin, ordinaryong sukat, atbp.)

Ang formula para sa tagapagpahiwatig ng polusyon ay ganito ang hitsura:

R = δ1 / λ1 + δ2 / λ2

Sa pormulang ito:

• Ang δ1 ay ang kapal ng layer ng sediment sa panloob na bahagi ng tubo (sa metro);
• Ang δ2 ay ang kapal ng layer ng sediment sa labas ng tubo (sa metro);
• Ang λ1 at λ2 ay ang mga halaga ng mga thermal conductive coefficients para sa mga kaukulang layer ng polusyon (ipinahayag sa W / (m * K)).

Mga nagpapalit ng init ng hangin

Ang isa sa mga pinaka-karaniwang palitan ng init ngayon ay finned tubular heat exchanger. Tinatawag din itong mga coil. Kung saan man sila hindi naka-install, simula sa fan coil unit (mula sa English fan + coil, ie "fan" + "coil") sa mga panloob na bloke ng split system at nagtatapos sa higanteng flue gas recuperator (pagkuha ng init mula sa hot flue gas at ilipat ito para sa mga pangangailangan sa pag-init) sa mga halaman ng boiler sa CHP. Iyon ang dahilan kung bakit ang disenyo ng isang coch heat exchanger ay nakasalalay sa application kung saan ang heat exchanger ay magkakaroon ng operasyon. Ang mga pang-industriya na air cooler (VOP), na naka-install sa mga sabog na nagyeyelong silid ng karne, sa mga freezer na mababang temperatura at sa iba pang mga bagay na pinalamig ng pagkain, ay nangangailangan ng ilang mga tampok sa disenyo sa kanilang pagganap. Ang distansya sa pagitan ng mga lamellas (palikpik) ay dapat na malaki hangga't maaari upang madagdagan ang tuluy-tuloy na oras ng operasyon sa pagitan ng mga defrost cycle. Ang mga evaporator para sa mga sentro ng data (mga sentro ng pagproseso ng data), sa kabaligtaran, ay ginawa bilang compact hangga't maaari, na-clamping ang spacing sa isang minimum. Ang nasabing mga heat exchanger ay nagpapatakbo sa "malinis na mga sona" na napapaligiran ng mga pinong filter (hanggang sa klase ng HEPA), samakatuwid, ang naturang pagkalkula ng tubular heat exchanger ay isinasagawa na may diin sa pagliit ng laki.

Mga nagpapalitan ng init ng plato

Sa kasalukuyan, ang mga plate heat exchanger ay nasa matatag na pangangailangan. Ayon sa kanilang disenyo, sila ay ganap na natutunaw at semi-welded, tanso-brazed at nickel-brazed, welded at brazed ng paraan ng pagsasabog (nang walang solder). Ang thermal design ng isang plate heat exchanger ay sapat na kakayahang umangkop at hindi partikular na mahirap para sa isang engineer. Sa proseso ng pagpili, maaari mong i-play ang uri ng mga plato, ang lalim ng pagsuntok ng mga channel, ang uri ng ribbing, ang kapal ng bakal, iba't ibang mga materyales, at pinakamahalaga - maraming mga modelo ng sukat na laki ng mga aparato ng iba't ibang sukat. Ang mga nasabing heat exchanger ay mababa at malawak (para sa pag-init ng singaw ng tubig) o mataas at makitid (pinaghiwalay ang mga heat exchanger para sa mga aircon system). Kadalasan ginagamit ang mga ito para sa phase change media, iyon ay, bilang mga condenser, evaporator, desuperheater, pre-condenser, atbp. Ito ay medyo mahirap upang maisakatuparan ang thermal pagkalkula ng isang heat exchanger na tumatakbo ayon sa isang two-phase scheme kaysa isang likido-likido na exchanger ng init, ngunit para sa isang bihasang inhinyero, ang gawaing ito ay malulutas at hindi partikular na mahirap. Upang mapadali ang mga naturang kalkulasyon, ang mga modernong taga-disenyo ay gumagamit ng mga base sa computer ng engineering, kung saan mahahanap mo ang maraming kinakailangang impormasyon, kasama ang mga diagram ng estado ng anumang nagpapalamig sa anumang pag-scan, halimbawa, ang programa ng CoolPack.

Pagkalkula ng isang plate heat exchanger - kung paano matukoy nang tama ang mga parameter?

Pangkalahatang mga prinsipyo ng disenyo ng mga scheme ng supply ng init

Ang sistema ng supply ng init ay isang sistema para sa pagdadala ng enerhiya ng init (sa anyo ng pinainit na tubig o singaw) mula sa isang mapagkukunan ng init sa konsyumer nito.
Ang sistema ng supply ng init ay karaniwang binubuo ng tatlong bahagi: isang mapagkukunan ng init, isang consumer sa init, isang network ng init - na nagsisilbing magdala ng init mula sa isang mapagkukunan sa isang mamimili.

1. Steam boiler sa isang CHP o boiler room.
2. Exchanger ng init ng network.
3. Circulate pump.
4. Heat exchanger para sa sistema ng supply ng mainit na tubig.
5. Heat exchanger ng system ng pag-init.

Papel ng mga elemento ng circuit:

• yunit ng boiler - isang mapagkukunan ng init, paglipat ng init ng pagkasunog ng gasolina sa coolant;
• kagamitan sa pumping - lumilikha ng sirkulasyon ng coolant;
• supply pipeline - supply ng pinainit na coolant mula sa mapagkukunan sa consumer;
• ibalik ang pipeline - pagbabalik ng cooled heat carrier sa pinagmulan mula sa consumer;
• kagamitan sa pagpapalitan ng init - pagbabago ng enerhiya ng init.

Mga tsart ng temperatura

Sa ating bansa, ang de-kalidad na regulasyon ng supply ng init sa mga mamimili ay pinagtibay. Iyon ay, nang hindi binabago ang rate ng daloy ng coolant sa pamamagitan ng sistemang uminit ng init, ang pagkakaiba ng temperatura sa papasok at labasan ng system ay nagbabago.

Nakamit ito sa pamamagitan ng pagbabago ng temperatura sa tubo ng daloy depende sa temperatura sa labas. Mas mababa ang panlabas na temperatura, mas mataas ang temperatura ng daloy. Alinsunod dito, ang temperatura ng tubo ng pagbabalik ay nagbabago rin ayon sa ugnayan na ito. At lahat ng mga system na kumakain ng init ay dinisenyo kasama ang mga kinakailangang ito.

Ang mga grap ng pagsalig sa temperatura ng coolant sa mga supply at return pipelines ay tinatawag na graph ng temperatura ng sistema ng supply ng init.

Ang iskedyul ng temperatura ay itinakda ng mapagkukunan ng supply ng init depende sa kapasidad nito, mga kinakailangan ng mga network ng pag-init, at mga kinakailangan ng mga mamimili. Ang mga curve ng temperatura ay pinangalanan ayon sa maximum na temperatura sa mga supply at return pipelines: 150/70, 95/70 ...

Pagputol ng grap sa itaas na bahagi - kapag ang boiler room ay walang sapat na kapasidad.

Pagputol ng grap sa ibabang bahagi - upang matiyak ang kakayahang mapatakbo ng mga DHW system.

Pangunahin na nagpapatakbo ang mga sistema ng pag-init ayon sa iskedyul ng 95/70 upang matiyak ang isang average na temperatura sa pampainit ng 82.5 ° C sa -30 ° C.

Kung ang kinakailangang temperatura sa supply pipe ay ibinibigay ng pinagmulan ng init, kung gayon ang kinakailangang temperatura sa return pipe ay ibinibigay ng consumer ng init sa kanyang sistema ng pag-ubos ng init. Kung mayroong isang labis na pag-overestimation ng temperatura ng bumalik na tubig mula sa consumer, kung gayon nangangahulugan ito ng hindi kasiya-siyang pagpapatakbo ng kanyang system at nagsasama ng mga multa, dahil ito ay humahantong sa isang pagkasira sa pagpapatakbo ng mapagkukunan ng init. Sa parehong oras, ang kahusayan ay bumababa. Samakatuwid, mayroong mga espesyal na samahan ng kontrol na sinusubaybayan na ang mga sistema ng pag-ubos ng init ng mga mamimili ay nagbibigay ng temperatura ng bumalik na tubig ayon sa iskedyul ng temperatura o mas mababa. Gayunpaman, sa ilang mga kaso, pinapayagan ang naturang labis na pagpapahalaga, halimbawa. kapag nag-i-install ng mga heat exchanger ng pag-init.

Papayagan ng iskedyul na 150/70 ang paglipat ng init mula sa isang mapagkukunan ng init na may mas mababang pagkonsumo ng carrier ng init, gayunpaman, ang isang carrier ng init na may temperatura na higit sa 105 ° C ay hindi maaaring ibigay sa mga sistema ng pag-init ng bahay. Samakatuwid, ang iskedyul ay ibinaba, halimbawa, ng 95/70. Isinasagawa ang pagbaba sa pamamagitan ng pag-install ng isang heat exchanger o paghahalo ng pabalik na tubig sa supply pipeline.

Mga haydroliko ng network ng pag-init

Ang sirkulasyon ng tubig sa mga sistema ng supply ng init ay isinasagawa ng mga network pump sa mga boiler house at mga point ng pag-init. Dahil ang haba ng mga linya ay medyo malaki, ang pagkakaiba-iba ng presyon sa mga supply at return pipelines, na nilikha ng bomba, ay bumababa na may distansya mula sa bomba.

Maaari itong makita mula sa figure na ang pinaka remote na consumer ay may pinakamaliit na magagamit na drop ng presyon. Ie.para sa normal na pagpapatakbo ng mga system ng pag-init nito, kinakailangan na mayroon silang pinakamababang haydroliko na pagtutol upang matiyak ang kinakailangang daloy ng tubig sa pamamagitan ng mga ito.

Pagkalkula ng mga plate heat exchanger para sa mga sistema ng pag-init

Ang tubig ng pag-init ay maaaring ihanda sa pamamagitan ng pag-init sa isang heat exchanger.

Kailan pagkalkula ng isang plate heat exchanger upang makakuha ng pampainit na tubig, ang paunang data ay kinuha para sa pinakamalamig na panahon, iyon ay, kapag kinakailangan ang pinakamataas na temperatura at, nang naaayon, ang pinakamataas na pagkonsumo ng init. Ito ang pinakamasamang kaso para sa isang heat exchanger na idinisenyo para sa pagpainit.

Ang isang espesyal na tampok ng pagkalkula ng isang heat exchanger para sa isang sistema ng pag-init ay isang overestimated temperatura ng pagbalik ng tubig sa panig ng pag-init. Ito ay pinapayagan nang sadya, dahil ang anumang papalabas na heat exchanger, ayon sa prinsipyo, ay hindi maaaring palamig ang bumalik na tubig sa temperatura ng grap, kung ang tubig na may temperatura ng grap ay pumapasok sa papasok sa heat exchanger sa pinainit na panig. Kadalasan ang isang pagkakaiba ng 5-15 ° C ay pinapayagan.

Pagkalkula ng mga plate heat exchanger para sa mga DHW system

Kailan pagkalkula ng mga plate heat exchanger para sa mga hot water system Ang paunang data ay kinuha para sa panahon ng paglipat, iyon ay, kapag ang temperatura ng supply coolant ay mababa (karaniwang 70 ° C), ang malamig na tubig ay may pinakamababang temperatura (2-5 ° C) at gumagana pa rin ang sistema ng pag-init - ito ay buwan ng Mayo-Setyembre. Ito ang pinakamasamang mode para sa DHW heat exchanger.

Ang pagkarga ng disenyo para sa mga sistema ng DHW ay natutukoy batay sa kakayahang magamit sa pasilidad kung saan naka-install ang mga nagpapalitan ng init ng mga tangke ng imbakan.

Sa kawalan ng mga tanke, ang mga plate heat exchanger ay idinisenyo para sa maximum na pagkarga. Iyon ay, ang mga nagpapalitan ng init ay dapat magbigay ng pag-init ng tubig kahit sa maximum na paggamit ng tubig.

Sa mga tangke ng imbakan, ang mga plate heat exchanger ay idinisenyo para sa isang oras-oras na average na pagkarga. Ang mga tanke ng nagtitipon ay patuloy na pinupunan upang mabayaran ang rurok na draw-off. Ang mga nagpapalitan ng init ay dapat magbigay lamang ng mga tangke.

Ang ratio ng maximum at average na oras-oras na pag-load sa ilang mga kaso ay umabot sa 4-5 beses.

Mangyaring tandaan na maginhawa upang makalkula ang mga plate heat exchanger sa aming sariling program sa pagkalkula ng "Ridan".