3.3. Примеры расчетов

Пример 1. Определить расход теплоты на разогрев и слив мазута, поступившего в г. Самару в январе в 60-тонной цистерне.

Марка мазута М 80. Время следования в пути 72 ч. Температура мазута перед сливом 50 °С, начальная температура в цистерне -1,7 °С. Коэффициент охлаждения для 60-тонной цистерны равен 1,55. Плотность мазута 990 кг/м³. Время разогрева и слива (табл. 3.5) 10 ч.

1. По формуле (3.16) определим удельное количество теплоты, необходимое на разогрев и слив мазута:

q_сл = 1884,5[50 - (-1,7)] × (1 + 10 × 1,55 × 10/990] = 112682,6 кДж/т (26912,5 ккал/т).

2. Определим количество теплоты, необходимое на разогрев и слив 60 т мазута:

Q_сл = 112682,6 × 60 × 10^-6 = 6,76 ГДж (1,61 Гкал).

Пример 2. Определить расход теплоты на компенсацию тепловых потерь при хранении мазута М 80 в изолированном резервуаре.

Масса мазута в резервуаре 2 тыс. т, поверхность резервуара 927 м². Емкость резервуара 2150 м³. Расход топлива 100 т/сут. Плотность мазута 990 кг/м³. Коэффициент теплопередачи стенок резервуара 3,49 Вт/(м²·°С). Температура слива мазута 50 °С. Средняя температура наружного воздуха за время хранения -13,8 °С.

1. Определяем время хранения в резервуаре:

Z_пр = 2000/(100 × 24) = 480 ч.

2. Определяем удельный расход теплоты на компенсацию потерь при хранении мазута по формуле (3.17):

q_хр = 2520 × 927 × 3,49 × [50 - (-13,8)] × 480/(990 × 2150) = 117298,9 кДж/т (28015 ккал/т).

3. Определяем среднюю массу мазута М_м в резервуаре за время хранения в течение 20 сут. (480 ч) при отборе 100 т ежесуточно:

М_м = = (2000 × 1 + 1900 × 1 + 1800 × 1 + 1700 × 1 + 1600 × 1 + 1500 × 1 + 1400 × 1 + 1300 × 1 + 1200 × 1 + 1100 × 1 + 1000 × 1 + 900 × 1 + 800 × 1 + 700 × 1 + 600 × 1 + 500 × 1 + 400 × 1 + 300 × 1 + 200 × 1 + 100 × 1)/20 = 1050 т.

4. Определяем количество теплоты для компенсации потерь при хранении мазута:

Q_хр = 117298,9 × 1050 × 10^-6 = 123,2 ГДж (29,4 Гкал).

Пример 3. Определить нормативные потери теплоты за отопительный период тепловой сетью общей протяженностью 11,6 км, в том числе: прокладка в подземных непроходных каналах трубопроводов диаметром 377 мм - 0,5 км; 273 мм - 1 км; 219 мм - 2 км; 159 мм - 2,5 км; 108 мм - 3 км; 76 мм - 1,1 км; бесканальная прокладка трубопровода диаметром 219 мм - 1 км; надземная прокладка трубопровода диаметром 377 мм - 0,5 км.

Средняя температура грунта за отопительный период 1,3 °С, средняя температура наружного воздуха за отопительный период -3 °С. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе 84, в обратном 48 °С. Продолжительность отопительного периода 218 сут. Температура холодной воды за отопительный период 5 °С.

1. Определяем поправочные коэффициенты к нормам плотности теплового потока по формулам (3.27), (3.28), (3.29):

для подземной прокладки

для надземной прокладки

.

2. Определяем плотность теплового потока с поверхности тепловой изоляции по видам прокладки с учетом диаметра, протяженности и поправочных коэффициентов. Нормы плотности теплового потока принимаем по табл. 8 - 10 Прил. 2 для температуры теплоносителя в подающем трубопроводе 90 °С, в обратном -50 °С.

По прокладке в подземных непроходных каналах

Σq_il_i = 0,995 × 10³(212,8 × 0,5 + 174,5 × 1 + 151,2 × 2 + 124,4 × 2,5 + 102,3 × 3 + 86 × 1,1) = 1280,6 кВт.

По бесканальной прокладке

q_il_i = 0,995 × 117,4 × 1 × 10³ = 116,8 кВт.

По надземной прокладке

q_il_i = 0,5 × 103(1,023 × 98,4 × + 1,133 × 68,6) = 89,2 кВт.

3. Определяем суммарные потери теплоты через изолированную поверхность теплопроводов за отопительный период по формуле (3.26):

Q_тп = 3,6(1280,6 + 116,8 + 89,2)24 × 218 × 10^-3 = 28000,4 ГДж (6687,5 Гкал).

4. Определяем объем воды в двухтрубных тепловых сетях в соответствии с табл. 3 Прил. 5.

V_с = 2(100,05 × 1 + 51,04 × 1 + 32,35 × 3 + 17,66 × 2,5 + 7,85 × 3 + 3,74 × 1,1) = 639,9 м³.

5. Определяем потери теплоты с утечкой теплоносителя из трубопроводов тепловой сети по формуле (3.32):

Q_у = 0,0025 × 639,9 × 4,187 × 1000 24 × 218 × 10^-6 = 2137,7 ГДж (510,6 Гкал).

6. Определяем суммарные нормативные тепловые потери трубопроводами за отопительный период:

Q_тс = 28000,4 + 2137,7 = 30138,1 ГДж (7198,1 Гкал).