Пример расчета оребренного чугунного радиатора отопления | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №43 (177) октябрь 2017 г.

Дата публикации: 26.10.2017

Статья просмотрена: 144 раза

Библиографическое описание:

Заварзин Б. Б., Рюмин Р. В., Чукарев А. Г. Пример расчета оребренного чугунного радиатора отопления // Молодой ученый. — 2017. — №43. — С. 43-46. — URL https://moluch.ru/archive/177/46072/ (дата обращения: 20.04.2019).



Для отопления больших площадей желательно просчитать отдельные чугунные радиаторы отопления, так как представленный стандартный ряд изделий не всегда способен удовлетворить потребности в необходимой мощности, экономическим и прочностным показателям.

Подсчитаем необходимую площадь теплообмена при использовании гладкой трубы из чугуна:

Где:

Q — Необходимый тепловой поток, Вт

k — коэффициент теплопередачи,

∆t — температурный напор,

находим из разности температур теплоносителя

89

Значение принимаем из температуры необходимой в помещении, т. е. 18 °С

Где:

— теплоотдача со стороны теплоносителя,

— теплоотдача со стороны помещения,

— толщина стенки трубы, м

— теплопроводность материала, в данном случае — чугун, 75

Где:

— число Нуссельта

— теплопроводность теплоносителя

— длина расчетного участка, примерная удобная длина радиатора отопления, м

Где:

— число Рейнольдса, показатель турбулентности потока

— критерий Прандля, учитывающий влияние физических свойств теплоносителя на теплоотдачу

Где:

— скорость теплоносителя,

— эквивалентный диаметр канала, который находится по формуле

Где:

F — омываемая площадь,

P — омываемый периметр, м

м

Из данного уравнения получаем необходимую площадь поверхности гладких чугунных труб, которая обеспечивает необходимый тепловой поток. Найдем необходимую длину змеевиков, которые смогут обеспечить данную площадь.

Полученное значение слишком большое, что отрицательно сказывается на рациональном использовании площади и экономических показателях, поэтому стоит использовать интенсификацию теплообмена кольцевыми ребрами. Стоит отметить, что данная интенсификация проведена с допущением того, что температуры основания ребра и окружающей среды постоянны. Рассчитаем оптимальные размеры одного ребра. Для начала определим безразмерные параметры для номограммы.

Где:

— тепловой поток, который необходимо получить с одного ребра, 40

— внутренний радиус ребра, равный наружному диаметру оребряемой трубы, 50

— теплопроводность материала, чугун, 75

— разность температур двух сред

Где:

- теплоотдача со стороны теплоносителя,

C:\Users\Роман\Desktop\номо.jpg

Рис. 1. Номограмма зависимости величин

С данной номограммы получаем следующие значения, для оптимальных размеров ребра: =7.2, = 2

Определим толщину ребра:

Данная толщина позволит радиатору противостоять случайным механическим воздействиям.

Следующим шагом будет определение оптимального объема ребра

Находим наружный диаметр данного кольцевого ребра:

Теперь необходимо найти количество ребер, нужных для отопления данного помещения, для этого разделим общие теплопотери станкового участка на мощность одного ребра.

Определимся с компоновкой. Оптимальной длиной для данного радиатора будет 80 см, а шаг оребрения примем 1 см, из чего следует что:

На одном радиаторе будет установлено 50 кольцевых ребер. Следующим шагом будет определение количество радиаторов для данного помещения:

Определимся с мощностью одного радиатора:

В итоге имеем радиатор, способный отопить большие производственные площади. Учитывая, что заказ на изготовление данных изделий будет производиться одной партией, а составляющие данного радиатора подобраны из сортамента, стоимость данных радиаторов отопления будет гораздо ниже представленных в типовых рядах теплообменных аппаратов, изготовленных из материалов с большей теплопроводностью. Так же стоит отметить, что чугун имеет меньшую тепловую инертность и дольше сохраняет тепло, а большая твердость металла дает меньшую восприимчивость к механическим воздействиям.

Литература:

  1. Назаров, В. И. Водяное отопление индивидуальных домов / В. И. Назаров. — М.: Оникс-ЛИТ, 2008.
  2. Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление. ГОСТ 31168–2003. — Москва, 2005.
  3. Отопление. — М.: Диля, 2008.
  4. Зеттлер, Х. У. Влияние свойств поверхности и распределения потока на загрязнение поверхностей теплообмена. / Х. У. Зеттлер. — М.: Страта, 2014.
  5. Светлов, Ю. В. Интенсификация гидродинамических и тепловых процессов в аппаратах с турбулизаторами потока. / Ю. В. Светлов. — М.: ИНФРА-М, 2016.
Основные термины (генерируются автоматически): наружный диаметр, необходимый тепловой поток, радиатор, ребро, сторона теплоносителя, теплопроводность материала.


Похожие статьи

Определение технических характеристик термоэлектрического...

Мощность теплового потока, подводимого к горячей стороне, для получения максимальной мощности.

 замена материалов элементов термоэлектрического генератора (трубок и ребер охлаждения) для увеличения их теплопроводности

Определение теплопотерь через теплоизоляцию трубопроводов...

Тепловые потери являются функцией теплопроводности материалов и различием между величинами

Суммарная плотность теплового потока подающим и обратным трубопроводами через стенку канала, Вт/м

Внутренний и наружный эквивалентные диаметры канала, м

Сопряжённый теплообмен при движении вязкой несжимаемой...

Изучено влияние условий теплообмена на характер движения теплоносителя.

Условия неразрывности тепловых потоков и непротекания заданы на линии симметрии ( ).

Интенсификация теплообмена в каналах | Статья в журнале...

Стоит отметить, что накатка кольцевых канавок достаточно технологична, так как не увеличивает наружный диаметр труб, позволяя

При ламинарных режимах течения определяющим механизмом переноса тепла является теплопроводность (поперек потока, по нормали к...

Передача тепла через стенки бытовой печи | Статья в журнале...

При нагреве кирпичей теплопроводность легкого шамота ШЛ-1,3

гдеq = — плотность теплового потока (количество тепла, протекающего в 1,0 час через 1,0 м² стены) ( ) (2)

= — ( ) наружное тепловое сопротивление (12); Тогда суммарное сопротивление будет равно

Исследование определения теплового состояния паропроводов...

Исследуемый паропровод имеет следующие измерения: наружный диаметр 273 мм, толщина паропровода (отношение наружного к внутреннему диаметру) 36 мм.

λ–теплопроводность материала; с–теплоемкость

Оценка эффективности работы элементов системы охлаждения...

Методика, разработанная на кафедре «Локомотивы» [1], позволяет определить реальный расход теплоносителя, необходимый при выполнении теплового расчета системы охлаждения тепловоза.

Тепловые характеристики алюминиевых радиаторов из...

Для водяных и масляных радиаторов такой стороной обычно служит воздушная сторона, где скорость воздуха достигает

Укрывной материал алюминиевых электролизеров.

Укрывной материал алюминиевых электролизеров. Механические и тепловые воздействия на РЭС.

Расчет теплообмена и радиационной составляющей теплопотерь...

прозрачная изоляция, эффективное излучение, внутренняя поверхность, воздушная прослойка, наружная поверхность, эквивалентный коэффициент теплопроводности, тепловой поток, полиэтиленовая пленка...

Похожие статьи

Определение технических характеристик термоэлектрического...

Мощность теплового потока, подводимого к горячей стороне, для получения максимальной мощности.

 замена материалов элементов термоэлектрического генератора (трубок и ребер охлаждения) для увеличения их теплопроводности

Определение теплопотерь через теплоизоляцию трубопроводов...

Тепловые потери являются функцией теплопроводности материалов и различием между величинами

Суммарная плотность теплового потока подающим и обратным трубопроводами через стенку канала, Вт/м

Внутренний и наружный эквивалентные диаметры канала, м

Сопряжённый теплообмен при движении вязкой несжимаемой...

Изучено влияние условий теплообмена на характер движения теплоносителя.

Условия неразрывности тепловых потоков и непротекания заданы на линии симметрии ( ).

Интенсификация теплообмена в каналах | Статья в журнале...

Стоит отметить, что накатка кольцевых канавок достаточно технологична, так как не увеличивает наружный диаметр труб, позволяя

При ламинарных режимах течения определяющим механизмом переноса тепла является теплопроводность (поперек потока, по нормали к...

Передача тепла через стенки бытовой печи | Статья в журнале...

При нагреве кирпичей теплопроводность легкого шамота ШЛ-1,3

гдеq = — плотность теплового потока (количество тепла, протекающего в 1,0 час через 1,0 м² стены) ( ) (2)

= — ( ) наружное тепловое сопротивление (12); Тогда суммарное сопротивление будет равно

Исследование определения теплового состояния паропроводов...

Исследуемый паропровод имеет следующие измерения: наружный диаметр 273 мм, толщина паропровода (отношение наружного к внутреннему диаметру) 36 мм.

λ–теплопроводность материала; с–теплоемкость

Оценка эффективности работы элементов системы охлаждения...

Методика, разработанная на кафедре «Локомотивы» [1], позволяет определить реальный расход теплоносителя, необходимый при выполнении теплового расчета системы охлаждения тепловоза.

Тепловые характеристики алюминиевых радиаторов из...

Для водяных и масляных радиаторов такой стороной обычно служит воздушная сторона, где скорость воздуха достигает

Укрывной материал алюминиевых электролизеров.

Укрывной материал алюминиевых электролизеров. Механические и тепловые воздействия на РЭС.

Расчет теплообмена и радиационной составляющей теплопотерь...

прозрачная изоляция, эффективное излучение, внутренняя поверхность, воздушная прослойка, наружная поверхность, эквивалентный коэффициент теплопроводности, тепловой поток, полиэтиленовая пленка...

Задать вопрос