5. Подбор основного оборудования кондиционера:
Кондиционер выбирается по его полной производительности:
L=31440 м³/ч
Принимаю кондиционер КТЦ3-31,5 L=31500 м³/ч
Кондиционер комплектуется из отдельных секций в соответствии с принятой схемой обработки воздуха на I-d диаграмме в холодный период года.
5.1. Расчет камеры орошения в теплый период года (политропический режим обработки воздуха):
При использовании ОКФ в теплый период года наиболее ответственным является режим охлаждения при одновременным осушении воздуха.
Подбор осуществляется по следующим пунктам:
Принимается камера орошения по [1, табл. Б.2] в зависимости от типа кондиционера.
Камера орошения ОКФ-3, исполнение 1, число форсунок: 63 шт.
2. Находим предельное состояние воздуха tвпр =13,5 ºС; Iвпр =38 кДж/кг.
3. Находим коэффициент адиабатической эффективности по формуле:
Еа = (Iв.к. - Iв.н.)/(Iвпр - Iв.н.) = (40– 62,5)/(38 - 62,5)=0,92
где Iв.к. и Iв.н. - энтальпия воздуха в конце и начале процесса, кДж/кг.
4. Определяем по графику коэффициент орошения μ и энтальпийной эффективности Еп по [1, рис. 5.2].
μ=1,9 ; 0,7<1,9<2,5 Еп=0,61
5. Относительная разность температур воздуха определяется по формуле:
θ = b×Cж×μ×[(1/Еп) - (1/Еа)] = 0,33×4,19×1,9×[(1/0,61) - (1/0,92)]=1,44
где b - безразмерный коэффициент, равный 0,33;
Cж - удельная теплоемкость жидкости, в данном случае воды, равный 4,19 кДж/(кг׺С).
6. Начальная температура воды определяется по формуле:
tжн = tвпр + [θ/(Cж×μ)]×(Iв.к-Iв.н.) = 13,5+ [1,44/(4,19×1,9)]×(40-62,5)=9,43 ºС.>tхв=80С
7. Определим конечную температуру воды:
tжк = tжн - (Iв.к. - Iв.н)/(Cж×μ) = 9,43 - (40 – 62,5)/(4,19×1,9)=12,25 ºС.
8. Расход разбрызгиваемой воды определим по формуле:
Gж = Gв×μ =37980×1,9=72160 кг/ч.
9. Найдем расход воды через одну форсунку:
qф = Gж/n = 72160/63=1145 кг/ч.
где n - общее число форсунок во всех рядах.
10. Давление воды перед форсункой Рф определяется по [1, рис. 5.6].
Рф=165 кПа
Марка форсунок ЭШФ 7/10
Расчет камеры орошения в холодный период года (адиабатический режим обработки воздуха):
В холодный период года камера орошения работает в режиме адиабатического увлажнения.
Подбор осуществляется по следующим пунктам:
1. Находим коэффициент адиабатической эффективности по формуле:
Еа =1- ((tв.к. - tм.н)/(tв.н. - tм.н))= 1- ((6- 5,1)/(8,8 – 5,1))=0,757
где tв.к и tв.н. - температура воздуха в конце и начале процесса, ºС,
tмн - температура мокрого термометра воздуха начального состояния.
2. Определяем по графику коэффициент орошения μ по [1, рис. 5.2].
μ=1,4
3. Расход разбрызгивающей воды определим по формуле:
Gж = Gв×μ= 37980×1,4=53170 кг/ч.
4. Найдем расход воды через одну форсунку:
qф = Gж/n = 53170/63=844 кг/ч.
5. Давление воды перед форсункой Рф определяется по [1, рис. 5.6].
Рф=85 кПа
5.2. Расчет воздухонагревателя..
Расчет воздухонагревателя 2-го подогрева (холодный период):
G = 37980 кг/ч;
1) Расход тепла в теплообменнике находится по формуле
Q = 0,28×c×G×(Iк - Iс), Вт,
где c - удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж/(кг׺С);
Q = 265860 кДж/ч
2) Расход воды
Gw = 3,6×Q/[cw×( tг - tо)], кг/ч,
где cw - удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг׺С);
tг и tо - температуры, принимаемые по заданию.
Gw = 265860 /[4,19×(65-40)] = 2538 кг/ч.
3) Принимаем однорядный ВНО с обводным каналом, тип теплообменника - 5 по [1, табл. Б.10-Б.11].:
F = 45 м², fф.р. = 2,49 м², fтр. = 1480∙10-6 м².
4) Определяем среднеарифметический температурный напор:
5) Определим массовую скорость по формуле
(vr) = G/(3600´fф.р), кг/с´м2.
(vr) = 37980/(3600´2,49) = 4,24 кг/с∙м2.
6) Скорость воды w , м/с, в трубках ВН
w = Gw/[ fтр.´3600´ρw´n], м/с,
где Gw - расход воды кг/ч;
n - число теплообменников, подключенных параллельно по теплоносителю;
fтр. - живое сечение трубок ВН для прохода воды;
ρw - плотность воды, равная 1000 кг/м³.w = 2538/[1480×10-6´3600´1000´1] = 0,48 м/с.
7) Определим коэффициент теплопередачи по формуле (для однорядного теплообменника)
К = 28.03´(vr)0.448´w0.129 , Вт/(м²×ºС),
К = 28,03´(4,24)0,448´(0,48)0,129 = 48,7 Вт/(м²×ºС).
8) Требуемая площадь поверхности нагрева
Fтр. = 0,278Q/(kΔt), м2.
Fтр = 0,278∙265860/48,7∙43 = 35,3 м2.
9) Запас площади поверхности нагрева составит
η =
10) Определяем аэродинамическое сопротивление ВН
DPа = 4,18´(vr)1.707, Па,
DPа = 4,18×(4,24)1,707 = 49,2 Па.
11) Определим гидравлическое сопротивление
DPw = 9,8´Б´w2 , Па,
где Б - безразмерный коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей
водяного тракта определяемый по таблице 5.2[1]
DPw = 9,8´2285´0,48² =5159 Па.
Расчет воздухонагревателя 2-го подогрева (теплый период):
G = 37980 кг/ч;
1) Расход тепла в теплообменнике
Q = 132930 кДж/ч
2) Расход воды
Gw = 3,6×Q/[cw×( tг - tо)], кг/ч,
где cw - удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг׺С);
tг и tо - температуры, принимаемые по заданию.
Gw = 132930 /[4,19×(65-40)] = 1269 кг/ч.
3) Принимаем однорядный ВНО с обводным каналом, тип теплообменника - 5 по [1, табл. Б.10-Б.11].:
F = 45 м², fф.р. = 2,49 м², fтр. = 1480∙10-6 м².
4) Определяем среднеарифметический температурный напор:
5) Определим массовую скорость по формуле
(vr) = G/(3600´fф.р), кг/с´м2.
(vr) = 37980/(3600´2,49) = 4,24 кг/с∙м2.
6) Скорость воды w , м/с, в трубках ВН считают
w = Gw/[ fтр.´3600´ρw´n], м/с,
где Gw - расход воды кг/ч;
n - число теплообменников, подключенных параллельно по теплоносителю;
fтр. - живое сечение трубок ВН для прохода воды;
ρw - плотность воды, равная 1000 кг/м³.w = 1269/[1480×10-6´3600´1000´1] = 0,24 м/с.
7) Определим коэффициент теплопередачи по формуле (для однорядного теплообменника)
К = 28.03´(vr)0.448´w0.129 , Вт/(м²×ºС),
К = 28,03´(4,24)0,448´(0,24)0,129 = 44,3 Вт/(м²×ºС).
8) Требуемая площадь поверхности нагрева
Fтр. = 0,278Q/(kΔt), м2.
Fтр = 0,278∙265860/44,3∙36,15 = 23 м2.
9) Запас площади поверхности нагрева составит
η =
10) Определяем аэродинамическое сопротивление ВН
DPа = 4,18´(vr)1.707, Па,
DPа = 4,18×(4,24)1,707 = 49,2 Па.
11) Определим гидравлическое сопротивление
DPw = 9,8´Б´w2 , Па,
где Б - безразмерный коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей
водяного тракта определяемый по таблице 5.2[1]
DPw = 9,8´2285´0,24² =1290 Па.