2 Расчёт и подбор калориферов

Ниже приводится расчёт и подбор стальных пластинчатых калориферов КФС и КФБ. Данные для их расчёта и подбора приведены в прил. 3. Пластинчатые калориферы выпускаются двух моделей: средней – КФС и большой – КФБ. Калориферы средней модели имеют три ряда труб по направлению движения воздуха, а большой модели – четыре ряда труб. Калориферы могут компоноваться в ряды, образуя калориферные установки.

Калорифер рассчитываем по расходу тепла на сушку в зимних условиях, так как зимний расход тепла больше летнего. Поверхность нагрева калориферной установки, F, определяем по уравнению:

(27)

где Q’ – расход тепла на калорифер в зимних условиях, Вт;

К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К), определяется в зависимости от весовой скорости воздуха по табл. П. 3.3;

t_г.п. - температура греющего пара, С. Температуру греющего пара выбирают так, чтобы она была на 20-50 С выше, чем температура воздуха на входе в сушилку (чтобы обеспечить необходимый нагрев воздуха до температуры на входе в сушилку, в нашем случае до 140 С). Температуру греющего пара находим по его давлению: Р_г.п. = 0,7 атм, t_г.п. = 165,2 С (прил. 4);

t_ср – средняя температура воздуха, С.

(28)

Определяем расход греющего пара Д:

(29)

где r_г.п. – удельная теплота парообразования греющего пара.

При Р_г.п = 0,7 ата r_г.п = 207210³ Дж/кг (прил.4).

Тогда

Модель и номер калорифера следует выбирать в зависимости от массовой скорости воздуха: значение массовой скорости воздуха в калорифере должно быть наиболее близко к экономическому значению. Экономическая массовая скорость воздуха v в пластинчатых калориферах КФС и КФБ находится в пределах 7-10 кг/(см²).

Массовая скорость воздуха в калорифере

(30)

где f – живое сечение калорифера для прохода воздуха, м², выбираем в зависимости от модели и номера калорифера по прил. 3.

Для выбора калорифера определим пределы его живого сечения при экономической массовой скорости:

Далее по табл. П.3.1 и П.3.2 подбираем калорифер с таким расчетом, чтобы его живое сечение по воздуху находилось в пределах 1,06 – 1,51 м². Выберем 2 калорифера КФБ-10 с живым сечением по воздуху f = 0,558 м², поверхностью нагрева F = 61,2 м², массой 226,5 кг, живым сечением по теплоносителю f = 0,0143 м². Тогда фактическая массовая скорость воздуха в калорифере:

Принимаем массовую скорость воздуха в калорифере ~ 10 кг/(с·м²) (округляем до табличной) и определяем для этого значения коэффициент теплопередачи К = 30,7 Вт/ (м²К) (табл. П. 3,3)

Тогда поверхность нагрева калорифера:

Так как поверхность нагрева одного калорифера F = 26,8 м² (прил. П.3.2), то, очевидно, что одного калорифера окажется недостаточно для обеспечения необходимого нагрева воздуха. Необходимое число калориферов z, входящих в калориферную установку:

(31)

z округляем в большую сторону до 9,

Необходимый нагрев может быть обеспечен при наличии девяти калориферов КФБ-10. Калориферы подключают параллельно в три ряда, по три калорифера в каждом ряду. В рядах калориферы соединены последовательно .

Сопротивление проходу воздуха через однорядную калориферную установку при v = 8 кг/(см²) Р = 96,1 Па (прил. П. 3.4) 7. Сопротивление всей калориферной установки Р_к = 96,13 = 288,3 Па.