книги / Проектирование вентиляционных установок
..pdfулавливающих устройств |
|
Т а б л и ц а |
17 |
||
|
|
|
|
||
Ориентиро |
Предельная температура очищае |
|
|
|
|
мого воздуха |
Предельная |
Вид улавливае |
|||
вочная вели |
|
|
|||
чина сопро |
|
|
относительная |
мой пыли |
|
тивления, |
низшая |
высшая |
влажность |
||
я/л» |
|
|
|
||
200 |
Не ограничи |
Не ограничи |
По расчету |
Любая |
сухая |
|
вается |
вается |
охлаждения до |
|
|
|
|
|
точки росы |
|
|
600—800 |
То же |
То же |
То же, не вы |
То же, кроме |
|
|
То же |
То же |
ше 80% |
волокнистой |
|
100 |
То же |
То же, кроме |
|||
|
|
|
|
волокнистой, а |
|
|
|
|
|
также |
сухой |
|
То же |
То же |
То же |
слипающейся |
|
800 |
То же |
|
|||
вентилятор |
То же |
|
То же |
|
|
ный кпд |
|
|
|
|
|
не менее 50% |
5 °С |
|
|
То же |
|
300 |
|
|
|
||
800 |
5°С |
|
|
То же |
|
300 |
Не ограничи |
То же |
|
||
|
вается |
|
|
|
|
1000 |
—5 °С |
|
80 °С, |
при |
|
|
|
|
тканях из хи |
||
|
|
|
мического |
во |
|
|
|
|
локна до 160 °С, |
||
|
|
|
из стекляного |
||
|
|
|
волокна |
до |
|
300 |
|
|
250 °С |
|
|
Для |
мокрых |
250 °С |
|
||
|
типов 5°С, для |
|
|
||
|
сухих |
не огра |
|
|
|
|
ничены |
|
|
|
|
|
—40 °С |
и ни |
|
|
|
|
же в |
зависимо |
|
|
|
|
сти |
от |
сорта |
|
|
|
масла |
|
|
50 °С и выше |
|
150 |
То же |
в |
|||
|
|
|
зависимости |
||
|
|
|
от сорта |
масла |
|
150 |
— 40 °С |
|
То же |
|
|
150 |
—20 °С |
|
50 °С |
|
|
То же |
|
То же |
|
|
|
Любая |
|
Любая, |
кро |
||
То же |
|
ме волокнистой |
|||
|
То же |
|
|
||
По |
расчету ох |
Волокнистая |
|||
лаждения, |
но не |
|
|
|
|
выше 80% |
|
Любая |
в |
за |
|
То же |
|
||||
|
|
|
висимости |
|
от |
|
|
|
конструкции |
и |
|
|
|
|
применяемой |
|
|
|
|
|
ткани, |
кроме |
|
|
|
|
влажной |
пыли |
|
Для |
сухих |
Любая, |
кро |
||
типов по расче |
ме волокнистой, |
||||
ту охлаждения, |
для сухих |
и |
|||
но |
не |
выше мокрых типов и |
|||
80%. Для мок кроме влажной
рых типов |
лю и |
сухой, но |
бая |
слипающейся |
|
Любая |
для |
сухих |
Любая сухая |
||
|
пыль, кроме во |
|
|
локнистой пыли |
|
То же |
III |
группы |
То же |
||
По расчету То же охлаждения, но не выше 90%
150 |
—20 °С |
50 °С |
Любая |
Люб?' |
|
|
|
|
То же |
пыль |
|
200 |
—20 °С |
50 °С |
То же |
||
300 |
—20 °С |
50 °С |
То |
же |
То же |
250 |
—20 °С |
50 °С |
То |
же |
То же |
Рис. 19. Схема многорядной калориферной установки
Рис. 21. Схема калориферной |
установки. Теплоноси |
Рис. 22. Схема калориферной установки. Теплоно |
тель — вода (схема |
параллельная) |
ситель — вода (схема последовательная) |
Для обеспечения возможности рациональной эксплуатации кало риферных установок необходимо при их проектировании соблюдать следующие условия:
1. Калориферные установки, монтируемые в вентиляционных камерах со стороны рабочих поверхностей, должны иметь свобод ное пространство не менее 0,7 ж. Для установок же, монтируемых непосредственно в воздуховодах, необходимо обеспечить возмож ность свободного доступа к рабочим поверхностям, для чего в соот ветствующих местах воздуховодов должны иметься специальные плотно закрывающиеся люки размером не менее 0,4 X 0,4 ж.
2.В целях обеспечения пожарной безопасности опоры под кало риферы должны делаться из огнестойкого материала, причем при работе калориферов на паре и на перегретой воде, калориферы долж ны отстоять от тех или иных сгораемых конструкций на расстоянии не менее 0,1 ж.
3.Запорно регулирующие устройства калориферных установок должны быть расположены в местах легко доступных для возможно сти их обслуживания и ремонта. Должен быть обеспечен свободный доступ ко всем болтовым соединениям.
4.Во избежание замораживания калориферной установки, в слу чае прекращения подведения теплоносителя, должен быть преду смотрен спуск находящейся в калорифере воды. С этой целью на теплопроводах до и после калориферной установки, в непосредст венной близости от нее, должны быть предусмотрены вентили, при чем на обратной магистрали между калориферной установкой и вентилем необходимо установить спускной кран. При работе кало риферов на паре вентили следует устанавливать также на подающей
иобратной подводке каждого последовательно установленного по
ходу |
воздуха |
ряда калориферов, |
за |
исключением первого |
|
ряда. |
|
|
|
|
|
5. |
В период |
бездействия калориферной |
установки |
подведение |
|
к ней |
воздуха |
с низкой температурой |
должно быть |
прекращено, |
|
с этой целью в соответствующем месте должен быть предусмотрен легко управляемый утепленный клапан. Также легко управляемым должен быть и обводный клапан, потребность в котором будет обос нована ниже.
6 . Запыленный воздух перед нагреванием (если есть в нем необ ходимость) должен быть очищен от пыли, так как в противном случае неизбежно загрязнение калориферной установки, после чего в ней нельзя будет обеспечить заданные условия воздухонагрева.
7. Установленные для наблюдения за работой калориферной установки термометры должны быть защищены от непосредствен ного влияния лучистого тепла калориферов.
8 . Для возможности контроля давления пара на паропроводе перед калориферной установкой должен быть установлен манометр или, в крайнем случае, предусмотрен в соответствующем месте па трубок для периодической установки манометра.
В разделе «Нагревание воздуха» приняты следующие обозначе ния:
tx— начальная температура воздуха, |
°С; |
|||
t2 — конечная температура |
воздуха, |
°С; |
||
tn — температура |
пара, °С; |
|
|
|
Тг — начальная температура |
воды, °С; |
|||
Т2 — конечная температура воды, |
°С; |
|
||
G — количество воздуха, проходящего через калориферы, кГ/сек; |
||||
с — массовая |
теплоемкость |
воздуха, кдж/кГ-град, с — |
||
= 1,0 кдж!кГ-град\ |
|
|
|
|
F — теплоотдающая поверхность |
калорифера, ж2; |
|||
/ — живое сечение калорифера для прохода воздуха, ж2; со — живое сечение калорифера для прохода теплоносителя, ж2; FK— площадь прохода обводного клапана, ж2;
(vy)— массовая скорость воздуха в живом сечении калорифера,
кГ1м2-сек\
w — скорость воды в трубках калорифера, м!сек\
h — сопротивление калорифера проходящему через него воз духу, я/ж2;
Н — сопротивление калориферной установки проходящему через нее воздуху, я/ж2;
k — коэффициент теплопередачи калорифера, вт!м2-град\
S — годовые эксплуатационные расходы калориферной установ ки; руб. в год;
и — ежегодные отчисления на ремонт и амортизацию в долях единицы от первоначальной стоимости;
i — коэффициент к промышленной стоимости калориферов, учи тывающий стоимость транспорта и монтажа;
Ф — промышленная стоимость калориферов, руб.;
т— продолжительность эксплуатации калориферной установки.
втечение года, час в год;
Э — стоимость электроэнергии, руб.!квт\ у — плотность воздуха, проходящего через вентилятор, кГ1м*;
т] — коэффициент полезного действия вентиляционной установки. Теплотехнические и аэродинамические свойства калориферов
определяются по нижеследующим формулам:
k = р (vy)^ wr, |
(ел) |
h = Е (try)s. |
(6,2) |
Значения входящих в эти формулы постоянных приведены в табл. 18.
Теплопроизводительность калориферной установки определяется
по формуле |
|
Q = 1000 <3(/2 — /х), |
(6,3) |
где Q — теплопроизводительность калориферной |
установки, вт. |
Значения постоянных р, q, |
г, Е |
|
|
|
Т а б л и ц а |
18 |
||
и s, входящих в формулы (6,1) и (6,2) |
||||||||
Модель калорифера |
Теплоноситель — пар |
Теплоноситель — вода |
Е |
|
||||
Р |
Я |
г |
Р |
я |
г |
|
||
|
|
|
||||||
к о с |
11,63 |
0,42 |
0 |
19,42 |
0,297 |
0,224 |
2,26 |
1,70 |
КФБ |
11,63 |
0,42 |
0 |
19,42 |
0,297 |
0,224 |
2,75 |
1,70 |
КВБ |
17,79 |
0,30 |
0 |
21,52 |
0,275 |
0,192 |
1,47 |
1,73 |
КФСО |
11,63 |
0,676 |
0 |
23,26 |
0,378 |
0,224 |
3,63 |
1,85 |
КФБО |
11,63 |
0,676 |
0 |
23,26 |
0,378 |
0,224 |
4,41 |
1,85 |
с т д |
15,12 |
0,433 |
0 |
13,03 |
0,481 0,0645 |
1,62 |
1,73 |
|
Схемы расчетных операций при подборе калориферов, предна значенных обеспечить заданные условия воздухонагрева, представ лены в следующем виде.
1. При работе калориферов на паре задаются значением массовой скорости (vy). Обычно принимают
(vy) = 6 4- 10 кГ/м2-сек.
2. Определяют необходимое живое сечение калориферной уста новки для прохода воздуха /ж, пользуясь зависимостью
^ = |
(6>4> |
3.По степени нагрева воздуха, которая может быть обеспечена
водном последовательно установленном по ходу воздуха ряде кало риферов, определяют число таких рядов.
Эту степень в среднем можно принять:
Для калориферов модели С 204-30° С;
» » » £ 30ч-40° С.
Более правильно характеризовать эффективность прогреваемости (степень нагрева воздуха в калорифере) в зависимости от параметров теплоносителя, пользуясь, например, величиной, показывающей отношение указанной здесь степени нагрева воздуха к разности между начальными температурами теплоносителя и нагреваемого воздуха. Однако для практических целей при решении вопроса о не обходимом количестве последовательно установленных по ходу воз духа рядов калориферов приводимая выше степень нагрева воздуха является весьма удобным и простым критерием при решении этого вопроса.
4.По величине /ж выбираются калориферы, определяется их число и характер компоновки.
5.Уточняется величина живого сечения калориферов и соот
ветственно этому уточняется значение массовой скорости (vy),
скоторой воздух будет проходить через живое сечение принятых
кустановке калориферов.
6 . По уточненному Значению массовой скорости по формуле (6,1) или соответствующим таблицам, графикам и т. д., относящимся к принятым к установке калориферам, определяется значение коэф фициента теплопередачи, k.
7. Определяется количество тепла, которое может быть передано через поверхность нагрева принятых к установке калориферов и принятой их компоновкой.
Это количество тепла определяется по формуле
Q = kntnlF ( / „ - ( 6 , 5 )
8 . Сопоставляются между собой значения Q, вычисленные по формулам (6,3) и (6,5). Задача подбора калориферов может считаться решенной тогда, когда Q, вычисленное по формуле (6,5), будет на 10—20% больше величины Q, вычисленной по формуле (6,3).
9. Если указанное в предыдущем пункте условие не обеспечива ется, ход решения по приведенной выше методике следует повторить, намечая к установке другие калориферы и возможно иную их ком поновку с тем, чтобы указанное в предыдущем пункте условие было удовлетворено.
Порядок расчетных операций при работе калориферов на воде аналогичен приведенному выше, но эта методика несколько усложня ется тем обстоятельством, что коэффициент теплопередачи k дол жен определяться с учетом скорости воды в трубках калориферов.
Эта скорость определяется по формуле
W = |
4186800 (Тг — T J ’ |
где юж — живое сечение |
калорифера для прохода теплоносителя |
в трубках калориферной установки.
Величина коэффициента теплопередачи k может быть вычислена по формуле (6,1). Величина k может быть определена и по соответст вующим таблицам или графикам, относящимся к принятым к уста новке калориферам.
Количество тепла, которое может быть передано через поверх ность нагрева принятых к установке калориферов при принятой их
компоновкой при работе воды, определяется по формуле |
|
Q = kmnlF |
(6,7) |
Задачу подбора калориферов можно считать решенной, если количество тепла Q, вычисленное по формуле (6,7), будет на 10— 20% больше величины Q, вычисленной по формуле (6,3).
Если это не обеспечивается, решение следует повторить, задава ясь другим значением принятых величин, чтобы было достигнуто отмеченное выше условие.
Величина сопротивления калориферной установки проходящему воздуху определяется по зависимости
Н = пЕ{ру)\ |
(6 ,8) |
Технико-экономическая целесообразность той или иной калори ферной установки, обеспечивающей заданные условия воздухонагрева, определяется в результате технико-экономического расчета,
взадачу которого входит:
1.Выбор наиболее рациональной для данных условий модели калорифера.
2.Выбор из данной модели наиболее экономичного номера кало рифера.
3.Выбор наиболее рациональной компоновки калориферной группы.
Технико-экономическая целесообразность калориферной уста новки определяется сопоставлением между собой тех показателей, которые для данных условий являются решающими.
Эти показатели калориферной установки должны определять: 1) экономичность; 2) сопротивление; 3) габариты.
Годовые расходы на оплату тепла для сравниваемых калорифер ных установок одинаковы, и поэтому, в соответствии с выражением (2, 1), величина критерия экономичности может быть представлена
в следующем виде: |
|
S = S '+ S " . |
(6,9) |
Годовые расходы на амортизацию, ремонт и обслуживание можно
определить из выражения |
|
S ' — шФт1п. |
(6,10) |
Расход на оплату электроэнергии S", затрачиваемой на пре одоление сопротивления, оказываемого калориферной установкой проходящему через нее воздуху, может быть определен по выраже нию
S" |
G H i3 |
(6, 11) |
||
1000 |
-л • |
|||
|
|
|||
Уместно отметить, что для полного учета расходов необходимо было бы принять во внимание и сопротивление, оказываемое движе нию воды (если калориферы работают на воде), однако вследствие того, что по сравнению с общей потерей давления, затрачиваемого на циркуляцию воды в водоводах, потеря давления в калориферах весьма незначительна, влиянием этого фактора можно пренебречь, тем более, что это значительно упрощает решение задачи.
В заключение следует отметить, что обычно отчисления на амор тизацию и обслуживание калориферных установок значительно ниже
88
отчислений на оплату электроэнергии, затрачиваемой на перемеще ние воздуха, и поэтому следует учитывать возможность быстрой окупаемости первоначальных затрат на калориферные установки, которые, на первый взгляд, могут казаться неэкономичными.
Данные, характеризующие тот или иной вариант калориферной установки, обеспечивающий заданные условия воздухонагрева, целесообразно вносить в табл. 19. Данные в таблице технико-эконо мические показатели значительно облегчают выбор оптимального варианта.
Вариант |
Калори феры |
Сводная таблица
Число рядов ка лориферов, по следовательно установленных по ходу воздуха
Т а б л и ц а
результатов подбора калориферов
Общее качисло лорифе ров Стои мость калори феров Общая стоимость калори феров |
* |
00 |
со |
S а:
&
19
оо
Пример 21. |
|
|
G = |
7,0 кГ/сек; |
|
|
Количество нагреваемого воздуха |
|
|||||
начальная температура |
воздуха |
|
= |
—39° С; |
|
|
конечная температура |
воздуха |
t2 — 20° С; |
|
|||
давление пара Р = 120 кн/м2. |
|
|
|
|
||
Рассчитать калориферную установку. |
|
|
||||
Решение. |
|
|
|
|
|
|
По |
табл. 11. t„ = 104,8° С. |
|
|
|
|
|
В |
соответствии с указаниями, |
приведенными на стр. 86 |
при |
|||
нимаем двухрядную установку (п = |
2) из калориферов КФС, |
за |
||||
даваясь значением массовой скорости |
|
|
|
|||
|
(уу) = 8 ,0 кГ/м2-сек. |
|
||||
По формуле (6,4) находим необходимую площадь живого сече ния для прихода воздуха
/ж = = 0,875 л»*.
Согласно справочникам, к установке принимаем калориферы КФС-6 , характеризующиеся следующими данными:
F = 25,3 JW3; f = 0,295 м2.
4В Зж . 411 |
89 |
Соответственно этим данным находим, что в одном ряду необ ходимо установить 3 калорифера.
Уточняем значение массовой скорости
И ) = 3.0,295 = 7>9 кП »ш-сек.
По формуле (6,1) и данным табл. 6-2 находим
k = 11,63 (7,9)°>42 = 27,7 вт/м?-град.
По формуле (6,3)
Q = 1000-7(20 + 3 9 )= 413 000 вт.
По формуле (6,5) |
|
|
|
|
Q = 2 7 ,7-2-3-25.31^104,8— |
(~ |
39J + 2- j = 4 8 0 6 0 0 |
вт. |
|
Запас |
|
|
|
|
480 600 — 413 000 |
16,4% . |
|
|
|
413000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По формуле (6,8) |
|
|
|
|
Н = 2-2,26 (7,9) '■ 7 = 151 H /JH2. |
|
|
||
Пример 22. |
|
G = 4,5 кПсек\ |
|
|
Количество нагреваемого воздуха |
|
|||
начальная температура воздуха tx — 15° С; |
|
|
||
конечная температура воздуха |
ta |
= 27° С; |
|
|
начальная температура воды Т1 — 130° С; |
|
|
||
конечная температура воды Т 2 = |
70° С. |
|
|
|
Рассчитать калориферную установку. |
|
|
||
Решение. |
|
|
|
|
В соответствии с указаниями, |
приведенными |
на стр. |
86, при |
|
нимаем однорядную установку из |
калориферов |
КФС, |
задаваясь |
|
значением |
|
|
|
|
(оу) = 7,0 |
кГ/м2 ■сек. |
|
|
|
По формуле (6,4) находим необходимую площадь живого сечения калориферной установки
/ж |
= 0,643 ж2. |
Согласно справочникам, к установке принимаем 2 калорифера КФС-7, характеризующихся следующими данными:
F = 30,4 JH2;
f = 0,354 jH2;
со = 0,0092 JH2.