При расчете пластинчатого водоподогревателя оптимальная скорость воды в каналах принимается равной м/с.
11. По оптимальной скорости находим требуемое количество каналов по нагреваемой воде: где — живое сечение одного межпластинчатого канала. Для выбранного теплообменника принимаем для пластин типа 0,6р м2 [12]. Так как компоновка водоподогревателя симметричная, то .
12. Общее живое сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды: м213. Находим фактические скорости греющей и нагреваемой воды, м/с:м/с.м/с.
14. Расчет подогревателя I ступени:
определяем коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2· °С) от греющей воды к стенке пластины:
где, А — коэффициент, зависящий от типа пластин. Для типа выбранных пластин А=0,492 [12]. — определяем коэффициент тепловосприятия, Вт/(м2· °С) от стенки пластины к нагреваемой воде определяется по формуле:
определяем коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2· °С):где — коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента передачи из-за термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине. В зависимости от качества воды принимается равным 0,7−0,85. Принимаем. — толщина пластины мм — коэффициент теплопроводности пластины Вт/(м2· °С). Вт/(м2· °С) — определяем необходимую поверхность нагрева: м2- количество ходов в теплообменнике:
Число ходов — - действительная поверхность нагрева: м2- потери давления в водоподогревателе определяем по формуле: кПагде — коэффициент, учитывающий накипеобразование, который для греющей сетевой воды равен 1, а для нагреваемой должен приниматься по опытным данным, а при отсутствии таковых можно принимать 1,5−2. Б — коэффициент, зависящий от типа пластины. Б=3,0 [12]. 15. Расчет подогревателя II ступени:
определяем коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2· °С) от греющей воды к стенке пластины: Вт/(м2· °С) — определяем коэффициент тепловосприятия, Вт/(м2· °С) от стенки пластины к нагреваемой воде: Вт/(м2· °С) — определяем коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2· °С).Принимаем: Вт/(м2· °С) — определяем необходимую поверхность нагрева: м2- количество ходов в теплообменнике:
Число ходов округляем до целой величины — - действительная поверхность нагрева: м2- потери давления в водоподогревателе определяем по формуле: кПапотери давления в обеих ступенях по нагреваемой воде: кПапотери давления в обеих ступенях по нагреваемой воде: кПаВ результате расчета в качестве водоподогревателя горячего водоснабжения принимаем теплообменник разборный конструкции (Р) с пластинами типа 0,6р, толщиной 1 мм, из стали 12Х18Н10Т (исполнение 1) на консольной раме (исполнение 1К) с уплотнительными прокладками из резины марки 51−3042 (условное обозначение 2). Поверхность нагрева первой ступени — м2, второй — м2. Схема компоновки первой ступени.
Схема компоновки второй ступени.
Условное обозначение теплообменников, указываемое в бланке заказов: I ступени Р 0,6р-1−42,6−1К-02II ступени Р 0,6р-1−85,8−1К-0212.
Тепловой расчет теплопроводов.
При тепловом расчете требуется: выбрать толщину основного слоя изоляционной конструкции; рассчитать потери теплоты теплопроводами; определить тепловую эффективность изоляции. Исходные данные: —; - тепловая изоляция — полуцилиндры ППУ (ρ = 80 кг/м3), Вт/(м· °С);
— грунт — сухой, коэффициент увлажнения К=1,0 [10]; Вт/(м· °С);
— среднегодовая температура грунта на глубине вероятной прокладки теплопроводов tг=3°С; - при подземной бесканальной прокладке при изоляции пенополиуретаном покровный слой фольгоизолм, Вт/(м· °С);
— глубина заложения оси h=1,14 м. При расчете потерь теплоты теплопроводами за расчетную температуру теплоносителя для водяных тепловых сетей принимают среднегодовую температуру сетевой воды. Среднегодовая температура воды в каждом теплопроводе определяется по выражению:
где — средняя температура теплоносителя по месяцам, определяемая по графику центрального качественного регулирования в зависимости от среднемесячных температур воздуха;
часов в году по месяцам.
Расчет сводим в таблицу7. Таблица 7Месяц.
ЯнварьФевраль.
МартАпрель.
МайИюнь.
ИюльАвгуст.
СентябрьОктябрь.
НоябрьДекабрь.
ИтогоКоличество дней312 831 303 130 313 140 469 760 Средняя температура-15,1−13,4−7,22,610,216,018,115,69,41,6−6,6−12,9 τ1 959 585 797 979 798 073 507 840 τ2 383 834 323 232 323 142 680 576 часы, n7446727447207447207447447207447207448760τср.1· n706806384063240565205840456520584045840456520584045688066960724776τср.2·n282722553625296231842395723184239572395723184239572376026784295027 τср.183 τср.234При бесканальной прокладке коэффициент теплопроводности основного слоя тепловой изоляции находим по формуле:
Вт/м· °Сгде — коэффициент теплопроводности сухого материала основного слоя, Вт/м· °С; - поправочный коэффициент, учитывающий увеличение теплопроводности от увлажнения. Рисунок 9 — Схема прокладки двухтрубной теплосети при бесканальной прокладке.
Определим толщину основного слоя тепловой изоляции:
где — коэффициент теплопроводности основного слоя, Вт/(м· °С); - термическое сопротивление изоляционной конструкции, (м· °С)/Втгде — расчетная среднегодовая температура теплоносителя, °С; - расчетная температура окружающей среды, °С; - норма потерь теплоты, Вт/м, принимаемая по [4]. При применении в качестве теплоизоляционного материала пенополиуретана определяют с помощью коэффициента, определяемого по [4]. (для трубопроводов мм). — наружный диаметр теплопровода, м. Определяем термическое сопротивление теплопроводов: (м· °С)/Вт (м· °С)/ВтТолщину основного слоя изоляции определяем по формуле, мгде — отношение наружного диаметра теплоизоляционного слоя к наружному диаметру трубы. мТогда наружный диаметр трубы с изоляцией: мПри покровном слое м диаметр трубопровода с изоляционной конструкцией: мОпределяем термическое сопротивление основного слоя изоляции для трубы: (м· °С)/Вт Определяем термическое сопротивление покровного слоя: (м· °С)/ВтТак как, то термическое сопротивление грунта рассчитываем по выражению: (м· °С)/ВтПри отсутствии сведений о грунте коэффициент теплопроводности грунта, Вт/(м· С), может быть принят равным [2]: 1,2— для маловлажных грунтов;
1,8— для грунтов средней влажности;
2,3— для сильновлажных грунтов. Термическое сопротивление каждого трубопровода: (м· °С)/ВтТермическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние тепловых потоков теплопроводов: (м· °С)/ВтОпределяем удельные потери тепла подающим и обратным теплопроводами по формулам:
Находим разности температур сетевой воды и грунта подающего и обратного трубопроводов:
Вт/мВт/мСуммарные удельные тепловые потери обоими трубопроводами:
Вт/мДалее рассчитываем теплопотери трубопроводами при условии отсутствия тепловой изоляции. Термическое сопротивление грунта при неизолированных теплопроводах: (м· °С)/ВтТермическое сопротивление каждого теплопровода при условии отсутствия изоляции будет равно термическому сопротивлению грунта, т. е.: (м· °С)/ВтУдельные теплопотери неизолированных подающего и обратного трубопроводов:
Вт/мВт/мСуммарные потери тепла:
Вт/мЭффективность тепловой изоляции:
Заключение
.
В данном курсовом проекте была запроектирована система теплоснабжения района города Пермь, состоящего из 15 кварталов. Система теплоснабжения принята двухтрубная для совместной подачи теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, прокладываемая подземно бесканальным способом. Изоляция теплопроводов предусмотрена полуцилиндрами из пенополиуретана с покровным слоем фольгоизолом. Были определены расчетные нагрузки на отопление, вентиляцию и ГВС. После определения расходов сетевой воды и разработки монтажной схемы был произведен гидравлический расчет для оптимального подбора диаметров теплопроводов, согласно которого была выбрана схема присоединения абонентов к проектируемой тепловой сети. По результатам гидравлического расчета были подобраны сетевые насосы для обеспечения гидродинамического режима сети, а также подпиточные насосы для поддержания статического напора в сети при отключенных сетевых насосах. Произведен расчет требуемых толщин стенок принятых трубопроводов. По результатам данного расчета все принятые ранее по сортаменту трубопроводы проходят по условию прочности. Также произведен расчет неподвижной опоры между участками I и II. По всей длине трасы приняты неподвижные опоры по МВН 1324−56 согласно требуемых.
Ду. Изоляция теплопроводов предусмотрена полуцилиндрами из пенополиуретана с покровным слоем фольгоизолом. Для изоляции проведен расчет толщины и эффективности.
Список использованных источников
.
Апарцев М. М. Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения: Справочное пособие.
М.: Энергоатомиздат, 1983.-204с.Водяные тепловые сети. Справочное пособие по проектированию./Под ред. Н. К. Громова, Е. П. Шубина.
М.: Энергоатомиздат, 1988.-376 с. Проектирование тепловых пунктов. СП 41−101−95.-М.: Госстрой России, 1997.-78с.Сети тепловые (Тепломеханическая часть). Рабочие чертежи: ГОСТ 21.605−82*.-Вед. 01.
078.
83.-М., 1992.-9с.Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей /В.И.Манюк, Я. И. Каплинский, Э. Б. Хиж и др.-2-е изд., перераб.
и доп.-М.: Стройиздат, 1982.-215с.Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга1: Отопление и теплоснабжение .-4-е изд., испр.
и доп./Р.В. Щекин, С. Н. Кореневский, Г. Е. Бем и др.- Киев: Будивельник, 1976;416с.Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. СНиП 2.
04.1488. -М.: Госстрой СССР, 1989.-32с.Тепловые сети. СНиП 41−02−2003.-М.:Минстрой России, 2003; 48с. Теплоснабжение / А. А. Ионин, Б. М. Хлыбов, В. Н. Братенков и др.; Учебник для вузов.
М.: Стройиздат, 1982. 336с. Теплоснабжение / В. Е. Козин, Т. А. Левина, А. П. Марков и др.; Учебное пособие для студентов вузов. — М.: Высш.
школа, 1980; 408 с. Теплоснабжение района города: Методические указания к курсовому проекту. — Ухта: Изд-во УГТУ, 2001. -.
23 с. Пластинчатые теплообменники в системах централизованного теплоснабжения. Курсовое и дипломное проектирование: учебное пособие / В. М. Копко, М. Г. Пшоник. — Мн.: БНТУ, 2005. — 199 с.
