3.3. Расчет скоростных водоводяных подогревателей

Расчет скоростных водоводяных подогревателей (по ТУ 400-28-429-82Е) сводится к определению площади поверхности нагрева и потерь давления в них.

Последовательность выполнения теплового расчета подогревателей следующая [10, 14]:

1) по формуле (2.97) подсчитывается расход нагреваемой воды , т.е. воды, циркулирующей в системе отопления;

2) определяется расход греющей (высокотемпературной) воды:

(3.13)

где t₁ -начальная температура греющей воды, ˚С;

t₂ - конечная температура греющей воды, ˚С;

- то же, что в формуле (2.98);

3) ориентировочно принимается тип и номер подогревателя;

4) определяется скорость движения воды в трубках подогревателя:

(3.14)

где G_тр - количество воды, проходящей по трубкам, кг/ч; определяется по формуле (2.98) или (3.13);

ρ_тр - средняя плотность воды, проходящей по трубкам, кг/м³;

f_тр - площадь живого сечения трубок, м²; принимается, например, по табл.2.15 [10];

5) определяется скорость движения воды в межтрубном пространстве;

(3.15)

где G_мт - количество воды, проходящей в межтрубном пространстве, кг/ч; определяется по формуле (3.13) или (2.98);

ρ_мт - средняя плотность воды, проходящей в межтрубном пространстве кг/м³;

f_мт - площадь живого сечения межтрубного пространства, м²; принимается, например, по табл.2.15 [10];

6) находится средняя температура, соответственно, нагреваемой и греющей воды:

(3.16)

(3.17)

где t_г, t_о - то же, что в формуле (2.98);

t₁, t₂ -то же, что в формуле (3.13);

7) вычисляется эквивалентный диаметр межтрубного пространства:

(3.18)

где D_в - внутренний диаметр корпуса подогревателя, м;

d_н - наружный диаметр трубок подогревателя (d_н=16мм), м;

z - число трубок в живом сечении подогревателя;

Значения величин D_в и z принимаются, например, по табл.2.15 [10];

8) рассчитываются коэффициенты теплоотдачи:

а) на внутренней поверхности трубок

(3.19)

где t_тр - средняя температура воды в трубках, ˚С; определяется по формуле (3.17) или (3.16);

ω_тр - то же, что в формуле (3.14);

d - внутренний диаметр трубок (d=14мм), м;

б) на наружной поверхности трубок

(3.20)

где t_мт - средняя температура воды в межтрубном пространстве, ˚С; определяется по формуле (3.16) или (3.17);

ω_мт - то же, что в формуле (3.15);

d_э -то же, что в формуле (3.18);

9) вычисляется коэффициент теплопередачи водоподогревателя:

(3.21)

где μ -коэффициент, учитывающий наличие накипи на поверхности трубок;

μ=0,75-0,85

α₁, α₂ - то же, что в формулах (3.19) и (3.20);

10) находится средняя разность температур между нагреваемой и греющей водой в водоподогревателе:

(3.22)

где t₁ и t₂ - то же, что в формуле (3.13);

t_г и t_о - то же, что в формуле (2.37);

принимается, что ;

11) определяется необходимая площадь поверхности нагрева водоподогревателя:

(3.23)

где - то же, что в формуле (2.97);

k - то же, что в формуле (3.21);

Δt_ср - то же, что в формуле (3.22):

12) находится число секций подогревателя:

(3.24)

где F - то же, что в формуле (3.23);

F_с - площадь поверхности нагрева одной секции принятого к установке водоподогревателя, м²; принимается, например, по табл.2.15 [10].

Если полученные значения величин F и n не соответствуют предварительно принятому подогревателю, то расчет повторяют.

В ходе гидравлического расчета водоподогревателя определяются потери давления греющей и нагреваемой воды.

Потери давления воды внутри трубок находят по формулам:

а) длина секции, l₁=2000 мм

(3.25)

б) длина секции, l₁=4000 мм

(3.26)

где ω_тр - скорость движения воды в трубках, м/с; определяется по формуле (3.14);

n - число секций, шт; находится по формуле (3.24).

Потери давления воды в межтрубном пространстве определяют по формуле:

(3.27)

где ω_мт - скорость движения воды в межтрубном пространстве, м/с; определяется по формуле (3.15);

n - то же, что в формулах (3.25) и (3.26);

А - вспомогательная величина, принимаемая по табл.3.2.

Таблица 3.2. Значения величины А в формуле (3.27) [14]

Длина секции l1, мм	Значения величины А при наружном диаметре корпуса, мм
	57	89	108	159	219	273	325
2000	0,579	0,540	0,751	0,674	0,564	0,620	0,507
4000	0,926	0,811	1,014	0,906	0,806	0,900	0,772