3. Расчет воздухонагревателей для вентиляционных систем

Воздухонагреватели предназначены для нагревания воздуха в системах вентиляции с использованием в качестве греющей среды горячей воды, пара или электрической энергии. Поверхность нагрева воздухонагревателей состоит из трубок, оребренных пластинами или лентами. В типовых приточных камерах применяют секции подогрева с калориферами типа КВС, КВБ, КСк3 и КСк4.

Поверочный тепловой, гидравлический и аэродинамический расчеты воздухонагревателей выполняются при подборе необходимых аппаратов из числа выпускаемых промышленностью. Поверочные расчеты включают выбор типа, номера, модели и числа воздухонагревателей, схемы их соединения между собой по воздуху и теплоносителю, определение гидравлических и аэродинамических сопротивлений выбранной установки.

Задание №6. Подобрать воздухонагревательную установку из калориферов типа КВС при теплоносителе перегретая вода с параметрами , и из калорифера типа КПС при теплоносителе паре: начальная и конечная температура воздуха, ; расход нагреваемого воздуха , . При подборе калориферов типа КПС принять давление пара .

Исходные данные к заданию №6 приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Исходные данные для подбора воздухонагревательной установки

№ варианта	Температура нагреваемого воздуха, оС		Расход нагреваемого воздуха L, м3/ч	№ варианта	Температура нагреваемого воздуха, оС		Расход нагреваемого воздуха L, м3/ч
	начальная tн	конечная tк			начальная tн	конечная tк
1	-22	34,3	4000	16	-19	32,8	22750
2	-31	31,7	5250	17	-27	32,3	24000
3	-39	28,7	6500	18	-35	30,1	25250
4	-43	25,9	7750	19	-25	27,9	26500
5	-24	40,4	9000	20	-19	25,7	27250
6	-25	38,3	10250	21	-25	39,7	28000
7	-22	35,7	11500	22	-25	39,8	22500
8	-25	33,2	12750	23	-18	40,8	17000
9	-30	32,7	14000	24	-37	44,7	11500
10	-24	30,4	15250	25	-34	42,0	11000
11	-28	28,0	16500	26	-27	31,1	15500
12	-30	25,6	17750	27	-22	33,0	10000
13	-21	39,4	19000	28	-25	23,0	14500
14	-31	37,7	20250	29	-31	39,9	9000
15	-15	35,2	21500	30	-23	51,9	3500

В данной задаче определить:

1. тепловую мощность, необходимую для нагревания требуемого объема воздуха , ;

2. требуемый расход теплоносителя для нагрева воздуха до заданной температуры , ;

3. требуемую поверхность нагрева воздухонагревателя , ;

4. аэродинамическое сопротивление воздуха , , и гидравлическое сопротивление теплоносителя для выбранной калориферной установки.

Оформление работы выполнить в соответствии с СТО ВоГТУ 2.7-2006 «Проекты дипломные и курсовые. Общие требования и правила оформления расчетно-пояснительной записки».

Порядок расчета задачи №6

Количество теплоты , воспринимаемое воздухом с начальной температурой , , для его нагрева до температуры , находится по уравнению теплового баланса, :

,

(6.1)

где - удельная массовая изобарная теплоемкость воздуха, ;

- плотность воздуха при его начальной температуре , .

В дальнейшем задаются массовой скоростью воздуха , которая лежит в пределах .

Тогда требуемое живое сечение воздухонагревательной установки по воздуху определяется через следующее выражение, :

.

(6.2)

По паспортным данным (табл. 6.2) осуществляют выбор одного или нескольких параллельно по ходу воздуха калориферов, у которых суммарное значение живых сечений по воздуху приблизительно равно требуемому .

Уточнение массовой скорости воздуха выполняется на основании предыдущей формулы (6.2), :

.

(6.3)

Массовый расход теплоносителя , требуемый для работы воздухонагревателя с учетом заданных условий, рассчитывается по формуле, :

для воды ,	(6.4)
для пара ,	(6.5)

где - удельная массовая изобарная теплоемкость воды, ;

- удельная теплота парообразования, .

Таблица 6.2