1.1.2 Тепловой и конструктивный расчет нагревательного блока электрокалорифера
Мощность
одного ТЭНа определяют исходя из мощности
калорифера
и числа ТЭНов z,
установленных в калорифере.
Вт
В калорифере установим 15 ТЭНов, количество рядов n=3, количество ТЭНов в ряду k=5.
=1566
Вт
1,6кВт
Выбираем
ТЭН
100А 16/1,6 К 220.
Мощность ТЭНа
=1,6кВт,
активная длина
, диаметр d=0,016м
Коэффициент теплоотдачи ТЭНа. Выбираем скорость воздуха в калорифере v=14м/с.
Критерий Рейнольдса
Re=
=12108
v-коэффициент
кинематической вязкости воздуха,
v=18,5∙
Критерий
Нуссельта для шахматной компоновки,
при Re>1∙
Nu=0,35∙
=98,61
Коэффициент теплоотдачи ТЭНа
Где λ- коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м℃ (λ=0,027 Вт/(м∙℃));
d- диаметр ТЭНа, м
Средний коэффициент теплоотдачи для шахматной компановки
Суммарная мощность первого ряда ТЭНов
Где k-количество ТЭНов в ряду , шт
=8000
Вт
Площадь поверхности одного ТЭНа с учетом оребрения .
Где
-
высота ребра,
м
а- шаг оребрения, а=0,005 м
Суммарная площадь первого ряда ТЭНов
Где
площадь
поверхности одного ТЭНа,
Температура воздушного потока после калорифера
Где
суммарная
мощность ТЭНов калорифера, кВт;
Ρ- плотность воздуха, кг/ ;
=1 кДж/(кг ∙ОС);
производительность
калорифера,
;
Температура ТЭНов первого ряда
Где
действительная
средняя температура поверхности
нагревателей первого ряда
суммарная
мощность нагревателей первого ряда,
Вт;
суммарная
площадь теплоотдающей поверхности
нагревателей первого ряда,
;
что соответствует норме.
Конструктивный расчет.
«Живое» сечение блока нагревателей
.
Расстояние между нагревателями в ряду
Где D-диаметр выбранного ТЭНа, с оребрением, м.
k- количество ТЭНов в ряду.
Расстояние между рядами нагревателей
3/2∙D=3/2∙0,04=0,06; 0,06>0,057 следовательно
=1,2∙0,057=0,0684
м.
Высота блока нагревателей
H=(k+1)
=(5+1)0,057=0,342
м.
Ширина блока нагревателей
.
Глубина блока нагревателей
1.2 Расчет горячего водоснабжения
1.2.1 Расчет теплоаккумуляционной установки
Суточная потребность в горячей воде
Где
суточная
норма расхода горячей воды i-го
потребителя, кг/сут;
количество
потребителей i-го
вида;
продолжительность
потребления горячей воды i-м
потребителем, ч/сут.
Расход горячей воды на поение
Где
,
- температуры горячей и холодной воды,
℃.
Требуемую
температуру воды
получают смешиванием горячей воды из
аккумулятора с холодной водопроводной.
Расход горячей воды на поение
Мощность теплопотребления на поение
Где
-
расход горячей воды в i-ый
отрезок времени, кг/ч;
с- удельная теплоемкость воды, с=4,19 кДж/(кг∙℃);
Таблица теплопотребления
Технологические процессы |
Установленная мощьность, кВт |
Часы в сутки |
||||||||||||||||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
||
Поение коров |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
___ |
|
|
|
|
___ |
|
|
|
|
___ |
|
|
|
|
|||
Подмывание вымени |
5,5 |
|
|
|
|
|
|
___ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
___ |
|
|
|
||
Пром. доильн. аппаротов |
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
___ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
___ |
|
|
||
Пром.оборудования молочной |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
___ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
___ |
|
||
Пром. молоч. автоцистерн |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
___ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обслуж. персонал |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_____ |
|
|
_______________ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
График теплопотребления
Мощность нагревателя для зарядки аккумулятора
Где
коэффициент
запаса,
мощность
в i-ый
момент времени, кВт;
продолжительность i-го отрезка времени, ч;
к.п.д.
нагревателя,
к.п.д.
аккумулятора,
время
зарядки, ч;
Объем аккумулятора
Где ρ-плотность воды, кг/ .
Производительность нагревателя
Оптимальная толщина тепловой изоляции
