Výpočet plochy výměníku: online kalkulátor a výběr deskového výměníku

Technický výpočet deskového výměníku je hledáním požadovaného řešení v zásobování teplem a také realizací nalezené varianty. Pro správné provedení takového výpočtu jsou nutné následující informace:

• ohledně typu pracovního prostředí;
• tepelným zatížením (výkonem);
• o hmotnostním průtoku média (to je, když tepelné zatížení zůstává neznámé);
• o teplotě média na vstupu do výměníku tepla (jak na teplé, tak studené straně), jakož i na výstupu z něj.

Dále budete potřebovat údaje obsažené ve specifikacích organizace zásobování teplem a navíc uvedené ve smlouvě s ní. Dále budou vyžadovány informace z technických specifikací hlavního inženýra nebo technologa.

Co potřebujete vědět pro výpočet zařízení pro výměnu tepla?

Abyste správně vypočítali výměník tepla, potřebujete vědět:

1. Teplota obou okruhů na vstupu a výstupu.
2. Přípustná (max) teplota pro provoz.
3. Pracovní střední tlak.
4. Průtok pracovního média (hmoty) v obou okruzích (hovoříme o průchodnosti zařízení).
5. Tepelný výkon (množství tepla, které zařízení vydává).

Kromě toho budou ve výpočtech potřebné následující charakteristiky:

• druh pracovního média a jeho viskozita (tato je založena na výběru materiálu pro desky);
• LMTD (průměrný teplotní rozdíl);
• znečištění životního prostředí (úroveň v číslech), je-li to požadováno.

Jak vypočítat výkon tepelného výměníku?

Výpočet výkonu tepelného výměníku se provádí ve 2 stupních (uvažte příklad bazénu).

První fáze navíc zahrnuje výpočet objemu a druhá fáze zahrnuje výpočty pomocí vzorce:

P = 1,16 x (T1/T2)/tx V, kde:

Р — výkon konkrétního výměníku tepla;

1,16 — použitý koeficient;

T1 — konečná teplota pro ohřev;

T2 — teplota vody (řekněme, voda z vodovodu by se měla ohřát alespoň o 15 C);

t — čas potřebný k ohřevu (v našem případě asi 3-4 hodiny);

V – objem samotného bazénu.

Po provedení všech předepsaných úkonů lze snadno určit požadovaný výkon výměníku tepla, který je potřeba k tomu, aby se voda v bazénu za určitou dobu ohřála na požadovanou teplotu.

Dále musíte najít (např. pomocí speciálních katalogů) výměník tepla vhodný pro provedené výpočty.

Před implementací jsou probrány možnosti zařízení. Poté jsou všechny indikátory porovnány s hodnotami uvedenými v technické dokumentaci pro výměník tepla.

Takže v tomto konkrétním případě (u bazénu) poslouží jako vodítko parametry čerpadla pro cirkulaci vody.

Správný výpočet výměníku tepla pro jakýkoli úkol mohou provést specialisté naší společnosti. Zavolejte Service-PTO LLC na číslo +7 (812) 646-10-76, +7 (921) 794-11-63 a my vám zodpovíme jakékoli dotazy!

Typy výpočtů výměníků tepla

Výpočet deskového výměníku tepla (PH) se provádí ve dvou případech. Za prvé, ve fázi návrhu je nutné vypočítat teplosměnnou plochu, která by poskytla potřebné parametry tepelného toku. Za druhé, během provozu tepelného výměníku může být nutné určit teplotu generovaných tepelných toků pro dostupnou teplosměnnou povrchovou plochu. Tyto dva typy výpočtů jsou vzájemně inverzní. K jejich realizaci potřebujete znát typ a ukazatele teploty chladicí kapaliny na výstupu a vstupu, rychlost spotřeby chladicí kapaliny, výkon nebo tepelné zatížení.

Výpočty výměníků tepla nejčastěji provádějí inženýři v procesu vývoje řešení pro návrh, opravy výměníků tepla nebo jejich údržbu. Pro specialisty je důležité znát 2 klíčové parametry této instalace – pracovní oblast a teploty chladicí kapaliny na vstupu a výstupu. Na nich nakonec závisí kvalita provozu celé instalace.

Kromě inženýrů však tepelný výpočet může zajímat také osoby, které plánují nákup nebo v současné době provádí servis deskových výměníků tepla nebo jiných typů instalací. Pokud plánujete nákup deskového výměníku v Petrohradě, je vhodné předem rozumět základním pojmům, jako je tepelný výkon, hmotnostní průtok chladicí kapaliny, teplotní tlak výměníku atd. To pomůže zvolíte správnou instalaci a parametry pro její připojení ke stávajícím sítím.

Základní pojmy

Při výpočtu výměníku tepla pro bazén, soukromý dům nebo průmyslové zařízení se používají následující koncepty:

• Viskozita a druh pracovního média.
• Maximální provozní t a tlak chladicí kapaliny. Náklady na PT přímo závisí na těchto parametrech.
• Hmotnostní průtok nebo průtok chladicí kapaliny (průtok chladicí kapaliny), označovaný m. Pokud je uveden pouze průtok vody (m 3 /hod, l/min), pak pro získání hmotnostního průtoku je nutné tuto hodnotu vynásobit hustotou média. Hustota závisí na teplotě chladicí kapaliny, například pro studenou vodu je rovna 0.99913.
• Teplotní rozdíl na vstupu a výstupu každého okruhu je označen Δt.
• Měrná tepelná kapacita je množství tepelné energie, které je nutné předat jednotkové hmotnosti tepelného média, aby se jeho t změnilo o jednu, např. k ohřátí 1 kg látky o 1 0 C. Parametr je označen C.
• Tepelný výkon (Q, kW). Výpočet tepelného výkonu umožňuje určit množství uvolněné tepelné energie a provádí se pomocí vzorce Q = m*c*Δt.

<strong>Součinitel prostupu tepla</strong>

Základem pro výpočet výměníků tepla jsou 2 rovnice.

Nejprve použijte kinetickou rovnici, popř rovnice přenosu tepla, odrážející vztah mezi tepelným výkonem Q a teplosměnnou plochou, označený jako F. Rovnice je následující:

• kde K je součinitel prostupu tepla, charakterizující rychlost přenosu tepla;
• Δt_cр – průměrný rozdíl t mezi chladicími kapalinami;
• τ – čas.

Pro kontinuální proces přenosu tepla je kinetická rovnice následující:

Za druhé, kromě rovnice přenosu tepla, při výpočtu výměníků tepla, které používají rovnice tepelné bilance. Jeho vzorec je následující:

• kde G₁ a G₂ – spotřeba horkých a studených chladicích kapalin;
• с₁ a₂ – tepelná kapacita chladicí kapaliny;
• t_1n a t_1k – t studené (1) a horké (2) chladicí kapaliny počáteční (n) a konečné (k);

Pomocí těchto 2 vzorců lze určit součinitel prostupu tepla, α – hodnota charakterizující intenzitu prostupu tepla pro danou změnu v t.

Součinitel prostupu tepla plochou stěnou výměníku tepla souvisí se součinitelem prostupu tepla podle vzorce:

k = (1) / (1/α1) + (d/μ) + (1/α2)

• kde α1 je součinitel prostupu tepla z prvního média ke stěně;
• α2 je součinitel prostupu tepla ze stěny do druhého média;
• d – tloušťka stěny;
• μ je součinitel tepelné vodivosti stěny.

V některých případech je také přidán indikátor R_з – koeficient znečištění stěny.

<strong>Výpočtové metody a příklady</strong>

Existuje několik metod pro výpočet instalací výměny tepla, včetně výměníků tepla, z nichž nejoblíbenější jsou:

• Tepelný výpočet;
• Konstruktivní kalkulace;
• Hydraulický výpočet.

Pojďme se blíže podívat na každou z možností.

<strong>Tepelný výpočet</strong>

Tepelný výpočet umožňuje určit ta data chladiva, která nejsou známa, například průtok chladiva, koeficient prostupu tepla, teplotní tok (rozdíl t), tepelné zatížení.

Ve výměníku tepla cirkuluje tepelná energie z jednoho toku do druhého během procesu ohřevu a chlazení, což má za následek Q = Q₁= Q₂.

Dále použijeme rovnici tepelné bilance pro chladivo, které je v konstantním stavu agregace, o kterém jsme hovořili výše:

Pokud jedna z chladicích kapalin změní svůj stav agregace během provozu tepelného zařízení, použije se následující vzorec:

• kde r je přenos tepla během kondenzace;
• с_{n, k} – tepelná kapacita páry a vzniklého kondenzátu;
• t_к – konečný kondenzát t.

Pokud se kondenzát neochlazuje, vzorec má tvar:

Je to tento výraz, který nám umožňuje vypočítat průtok chladicí kapaliny:

Pokud je jako chladicí kapalina použita pára, platí následující vzorec:

G_pár = Q/Gr

<strong>Konstrukční výpočet</strong>

Přibližný návrhový výpočet slouží k výpočtu teplosměnné plochy (pracovní plocha výměníku, F), velikosti průtokové plochy a koeficientů prostupu tepla. Provedení statického výpočtu umožňuje vybrat konkrétní výměníky tepla, které optimálně odpovídají požadovaným povrchům.

Tento výpočet používá vzorec pro rovnici kinetického přenosu tepla popsanou výše:

Q = K*F*At_ženatý

Pomocí tohoto vzorce můžete určit požadované parametry, například – F= Q/k* Δt_St

Velikost průřezu pro průchod chladicí kapaliny je určena vzorcem:

S = G/(w*p) [m 2 ]

kde G – průtok chladicí kapaliny;

(w·ρ) – hmotnostní průtok látky.

• Viskózní kapaliny – méně než 1 m/s;
• kapaliny s nízkou viskozitou – 1-3 m/s;
• prašné plyny – 5-10 m/s;
• čisté plyny – 10-15 m/s;
• sytá pára – 30-50 m/s;
• přehřátá pára – 50-75 m/s;
• zředěná pára – 100-200 m/s.

Výpočet umožňuje vybrat 1 nebo více zařízení, která odpovídají požadované teplosměnné ploše. Poté se provedou podrobné strukturální a tepelné výpočty pro stanovení dalších nezbytných ukazatelů.

Zejména výpočet trubkového výměníku tepla zahrnuje zjištění délky a počtu trubek. Při výpočtu výměníku tepla cívky musíte najít celkovou délku cívky, určit počet závitů a sekcí. U výměníku tepla „trubka v potrubí“ se vypočítá počet sekcí a u spirálového výměníku průřez kanálů, parametry spirály včetně vnějšího průměru a počet závitů. jsou určeny.

U deskových výměníků by se měl vypočítat poměr počtu zdvihů topného a ohřívaného pracovního média. Použitý vzorec je:

kde G – průtok chladicí kapaliny;

∆P – tlaková ztráta.

Počet kanálů je určen vzorcem:

kde w_velkoobchod – optimální průtok látky;

f_мk – živý průřez kanálu mezi deskami PT.

<strong>Hydraulický výpočet</strong>

Hydraulický výpočet výměníku tepla je považován za jeden z nejpřesnějších, protože bere v úvahu tlakovou ztrátu každého z chladicích kapalin používaných v zařízení a určuje spotřebu energie, když se chladicí kapaliny pohybují zařízením. V případě potřeby můžete provést zpětný výpočet – v závislosti na zadaných tlakových ztrátách vyberte optimální přechodové úseky prvků.

Pro výpočet celkové tlakové ztráty je nutné sečíst všechny ztráty v prvcích výměníku tepla. Použitý vzorec je:

kde první člen je součtem hydraulických lineárních odporů prvků výměníku tepla, kterými se pohybuje jedno z chladicích kapalin (přímé a zakřivené trubky, spirály, kanály); druhý člen je součtem tlakových ztrát v místních odporech; třetí člen je součet tlakových ztrát v důsledku změn průtoků; čtvrtým členem je ztráta tlaku k překonání hydrostatického tlaku sloupce kapaliny.

Hydraulický výpočet se používá jak pro chlazené pracovní médium, tak pro chladící médium (voda nebo vzduch).

<strong>Výpočet průměrného teplotního rozdílu</strong>

Také při tepelných výpočtech může být nutné vypočítat rozdíl t v obou okruzích. Vypočítá se pomocí vzorce:

kde t_{м a b} — větší a menší průměrný rozdíl t na vstupu a výstupu.

Pokud je uvnitř desek křížový nebo smíšený proud látky, do výše uvedeného vzorce se přidá korekční faktor:

Výpočet výměníku tepla se provádí s cílem správného výběru materiálů použitých při výrobě zařízení, určení jeho rozměrů, plochy nebo produktivity. Nejčastěji takové výpočty provádějí specialisté pomocí profesionálního softwaru, avšak s vědomím základních vzorců se můžete pokusit provést potřebné výpočty sami, bez použití speciálních programů.

Výběr výměníku tepla specialisty Service-PTO LLC

Service-PTO LLC nabízí zákazníkům kromě komplexní údržby, oprav a seřizování také výpočty deskových výměníků tepla.

Na základě dlouholetých zkušeností s výběrem zařízení pro výměnu tepla poskytují specialisté společnosti klientovi optimální řešení pro zadané úkoly v co nejkratším čase. Společnost zároveň zaručuje vysokou kvalitu zařízení v kombinaci s jejich poměrně dostupnou cenou.

Zkušenosti našich profesionálů

Zaměstnanci společnosti Service-PTO jsou proškoleni předními výrobci výměníků tepla. V domluvený čas přijedou na místo a provedou všechny potřebné úkony rychle a hlavně kvalitně, se zárukou.

V případě potřeby bude následně provedena odborná montáž a zprovoznění teplosměnných zařízení.

Dodáváme i případné výměníky tepla a komponenty k nim.

Rychlost výpočtu

Jakmile je přijata žádost klienta o výpočet výměníku tepla s určitou plochou a objemem, manažeři společnosti Service-PTO ji okamžitě odešlou do práce.

Zákazník tak rychle obdrží všechna data a doporučení, která potřebuje. Je mu také poskytnut podrobný a přiměřený odhad nákladů.

Odborná přesnost

Garantujeme přesnost veškerých výpočtů pro zařízení pro výměnu tepla. Naši specialisté opakovaně prováděli podobné výpočty a zařízení vždy vyhovovalo požadavkům zákazníků.

Pracujeme rychle a harmonicky s ohledem na skutečně vysoce kvalitní výsledky. A máte možnost si to ověřit objednávkou kalkulační služby (ale i jakékoli jiné) u naší společnosti.

Závěr

Můžete zanechat žádost, upřesnit podrobnosti a také se zeptat na kontaktní čísla nebo na webových stránkách.

Výběr kvalitního zařízení v souladu s uvedenými požadavky je zárukou vysoké účinnosti systémů. Objednejte si kvalifikovanou pomoc od Service-PTO LLC na telefonním čísle +7 (812) 646-10-76, +7 (921) 794-11-63.

Kontaktujte Service-PTO LLC a objednejte si služby zkušených specialistů na servis a výměnu prvků výměníku tepla. Zavolejte nám na číslo +7 (812) 646-10-76, +7 (921) 794-11-63 a zanechte požadavek.