Калориферы КСк. Гидравлическое сопротивление калориферов КСк - Т.С.Т.

Поиск
Перейти к содержимому

Главное меню

Калориферы КСк. Гидравлическое сопротивление калориферов КСк

Гидравлическое сопротивление калориферов КСк складывается из линейных сопротивлений и местных гидравлических потерь.
Калориферы водяные типа КСк представляют из себя металлические блоки стандартизированных типоразмеров с тепло несущими элементами, в виде стальных трубок с алюминиевым спирально-накатным оребрением. Основную часть теплообменника занимает гидравлическая система, которая формируется из:  1. патрубков или штуцеров для подвода и отвода воды (диаметры патрубков: 32 мм - для 1-10 номеров, 50 мм - для 11 и 12 номеров),   2. двух коллекторов полуэллиптической формы, для прохода и распределения теплоносителя   3. разделительных сегментов или перегородок, приваренных внутри коллектора и образующих многоходовое движение воды,   4. трубных решеток с приваренными оребренными трубками.

На чертеже представлена схема движения теплоносителя в шестиходовом калорифере КСк. Горячая вода через входящий патрубок поступает в гидравлический тракт воздухонагревателя и последовательно, через отделенные перегородкой пучки трубок проходит по контурам в прямом, затем в противоположном направлении.

Наличие разделительных сегментов приводит к увеличению скорости движения теплоносителя, и соответственно, повышению тепловой отдачи калорифера без изменения количественного расхода горячей воды.

gidravlicheskoe soprotivlenie kaloriferov ksk

Но также увеличивается гидравлическое сопротивление. Это происходит из-за того, что чем на большее число перегородок-ходов разделен водяной теплообменник, тем меньшее живое сечение (количество трубок) остается для прохода теплоносителя. И тем большее сопротивление проходу воды создается. К тому же увеличивается количество участков с изменением направления потока. Для наглядности приведена таблица рабочих режимов калориферов КСк 3-6 и 4-9 в шести и четырех ходовом исполнении.

Для КСк 3-6: нагрев наружного воздуха (t -20°С) объемом 2500 м3/час, температура горячей воды на входе +95°С, расход теплоносителя 750 кг/час
Для КСк 4-9: нагрев наружного воздуха (t -25°С) объемом 5000 м3/час, температура горячей воды на входе +115°С, расход теплоносителя 2400 кг/час

Расчетные данные

КСк 3-6 (6-ходовой)

КСк 3-6 (4-ходовой)

КСк 4-9 (6-ходовой)

КСк 4-9 (4-ходовой)

Массовая скорость воздуха в фронтальном сечении, кг/м2•с

3.629

4.345

Аэродинамическое сопротивление, Па

64

127

Температура воздуха на выходе, °С

+20

+18

+37

+35

Температура воды на выходе, °С

+50

+52

+70

+72

Скорость теплоносителя, м/сек

0.281

0.187

0.691

0.461

Гидравлическое сопротивление, кПа

0.958

0.425

7.440

2.908

Производительность по теплу, кВт

39

38

124

120

Как видно из таблицы, при одинаковом расходе теплоносителя, скорость его движения и показатели гидравлического сопротивления шестиходовой модели, существенно выше, чем четырехходовой. Тепловая мощность и температура нагрева воздуха на такой же порядок не отличаются.

gidravlicheskoe soprotivlenie kaloriferov ksk-4-hodovye

Выбор в пользу той или иной конструкции калорифера КСк, необходимо делать, исходя из тех параметров и технических условий, с которыми приходится работать. Предприятие ЗАО Т.С.Т. выпускает оба варианта калориферов. (Касается только теплообменников 6-10 номеров; 1-5, 11, 12 изготавливаются в 4-х ходовом исполнении).

Число ходов для прохода теплоносителя в водяных калориферах типа КСк всегда имеет четное значение. Широкое распространение получили четырех и шести ходовые модели данных воздухонагревателей. При монтаже теплообменников КСк, расположение теплонесущих элементов должно быть горизонтальным.

Уменьшение гидравлического напора в калориферах КСк, связано с потерями на трение по длине трубок (так называемые линейные сопротивления) и потерями в местах изменения скорости и направления потока (так называемые местные гидравлические сопротивления). На представленном рисунке хорошо видно эти участки.

Следует также отметить, что внутренняя полость теплоотдающих трубок, в процессе эксплуатации становится шероховатой, обрастает накипью и загрязнениями. Чем больше эксплуатируется теплообменник, тем более откладываются всевозможные отложения в его гидравлическом тракте. Это приводит к снижению теплотехнических характеристик воздухоподогревателя КСк и существенному росту его гидравлического сопротивления. Поэтому периодически, один раз в два-три года желательно проводить химическую чистку его внутренних полостей.

gidravlicheskoe soprotivlenie kaloriferov ksk 6-hodovye

Расчет гидравлического сопротивления калориферов КСк можно произвести тремя способами. Первый способ - по формуле, используя технические данные этих теплообменников (представлены в таблице). Второй, более простой -  по формуле, используя гидравлический коэффициент каждого воздухонагревателя КСк, определенный в ходе эспериментальных испытаний. Третий способ - путем простого подбора данных из таблицы зависимостей гидравлических сопротивлений от скорости теплоносителя.



Способ 1.
Формула имеет вид:

Plotnost vody pri raznyh temperaturah

pw - плотность воды, кг/м3   - принимается из таблицы плотности воды при разных температурах
w - скорость теплоносителя в трубках, м/с    - принимается самостоятельно
fw - площадь живого сечения для прохода воды, м2
fп - площадь сечения патрубка, м2
nx - количество ходов по теплоносителю
fкол - площадь сечения коллектора, м2
d - внутренний диаметр теплонесущих трубок, м
L - длина теплонесущей трубки (в свету)

Последние шесть показателей задаются из таблицы технических данных калориферов КСк для расчета гидравлического сопротивления.

Пример расчета: Подсчитать гидравлическое сопротивление шестиходового калорифера КСк 3-10 при скорости воды в теплообменнике - 0.350 м/сек и температурном режиме 130°С-70°С.

958.4 - плотность воды, кг/м3   - принимается из таблицы
0.350 - скорость теплоносителя в трубках, м/с
0.00077 - площадь живого сечения для прохода воды калорифера КСк 3-10, м2
0.00101 - площадь сечения патрубка данного теплообменника, м2
6 - количество ходов по теплоносителю
0.00164 - площадь сечения коллектора, м2
0.013 - внутренний диаметр теплонесущих трубок, м
1.155 - длина теплонесущей трубки (в свету), м

Скорость теплоносителя в трубках задается самостоятельно или берется при расчете калориферов КСк. Если этих данных у вас нет, то необходимо перейти на страницу сайта: Подбор водяных калориферов КСк. На этой странице выложен полный пошаговый расчет и подбор водяных воздухонагревателей этого вида, в том числе и нахождения скорости движения воды в трубках.

Tehnicheskie dannye kaloriferov ksk-dlia rascheta gidravlicheskogo soprotivleniia




Способ 2.
Формула имеет вид:




А
- гидравлический коэффициент, выбранного теплообменника КСк (смотреть в таблице ниже)
w - скорость теплоносителя в трубках

Пример расчета: Подсчитать гидравлическое сопротивление шестиходового калорифера КСк 3-10 при скорости воды в теплообменнике - 0.350 м/сек

16.39 - гидравлический коэффициент калорифера КСк 3 10
0.35 - скорость теплоносителя в трубках, м/с

2.008 - результат подсчета в кПа


Способ 3.
Наиболее простой. Показатель гидравлического сопротивления выбранного калорифера КСк находится по нижерасположенной таблице. Нужные нам данные получаем на пересечении наименования теплообменника и скорости теплоносителя. Результаты выложены в кПа.

gidravlicheskoe soprotivlenie - kaloriferov ksk3
gidravlicheskoe soprotivlenie kaloriferov ksk4

Ниже представлена таблица с данными на четырехходовые модели калориферов КСк3 и КСк4 (6-10 номера). Как видно из таблицы, показатели гидравлических потерь 4-х ходовых моделей не сильно отличаются от 6-ти ходовых.

gidravlicheskoe soprotivlenie kaloriferov ksk 4-h hodovyh

Но следует, учитывать, что при практически одинаковых значениях коэффициентов сопротивления, другие показатели отличаются на порядок. Для наглядности приведена таблица рабочих режимов тех же калориферов КСк 3-6 и 4-9 в шести и четырех ходовом исполнении, но с другими заложенными данными. В отличие от варианта в верхней части страницы, где брался одинаковый показатель по расходу воды, здесь задавалась одинаковая скорость теплоносителя в трубках.

Для КСк 3-6: нагрев наружного воздуха (t -20°С) объемом 2500 м3/час, температура горячей воды на входе +95°С, скорость воды в трубках 0.250 м/сек
Для КСк 4-9: нагрев наружного воздуха (t -25°С) объемом 5000 м3/час, температура горячей воды на входе +115°С, скорость воды в трубках 0.500 м/сек

Расчетные данные

КСк 3-6 (6-ходовой)

КСк 3-6 (4-ходовой)

КСк 4-9 (6-ходовой)

КСк 4-9 (4-ходовой)

Массовая скорость воздуха в фронтальном сечении, кг/м2•с

3.629

4.345

Аэродинамическое сопротивление, Па

64

127

Температура воздуха на выходе, °С

+18

+22

+31

+36

Температура воды на выходе, °С

+47

+60

+59

+75

Расход теплоносителя, кг/час

670

1000

1735

2605

Гидравлическое сопротивление, кПа

0.760

0.761

3.888

3.426

Производительность по теплу, кВт

38

41

113

123

1 Па = 0.001 кПа      1 Па = 0.101971621 кгс/м2      1 кПа = 1000 Па      1 кПа = 101.971621298 кгс/м2      1 кгс/м2 = 9.80665 Па      1 кгс/м2 = 0.00980665 кПа

Следует также принять во внимание, что наиболее оптимальные показатели скорости воды в трубках  0.2 – 0.5 м/сек. Превышение этого значения не приводит к значительному увеличению коэффициента теплопередачи, в то время, как гидравлическое сопротивление возрастает значительно. Также не рекомендуется принимать скорость теплоносителя менее 0.12 м/сек, из-за увеличения вероятности замораживания калориферов.

Перейти на страницу: Калориферы КСк. Производство и технические характеристики     Перейти на страницу: Подробный расчет и подбор калориферов КСк
Перейти на страницу: Таблица расчета коэффициентов теплопередачи калориферов КСк

Контакты для связи:    электронная почта: zao_tst@mail.ru        телефон / факс +7(3846) 682324   (пн - пт 9:00-17:00)   
По всем техническим вопросам вы можете обратиться по
моб. телефону 8-961-737-83-14 ( без выходных )  Киляков Вадим Анатольевич
Юридический адрес нашего предприятия : г. Новосибирск, ул. Титова, 21     Почтовый адрес: Кемеровская область, г. Киселевск, ул. Юргинская,1
ЗАО (с 16.01.2015 ООО) Т.С.Т. - производство промышленного отопительного и теплообменного оборудования

города Новокузнецк, Кемерово
Промышленность России на портале PromPortal.su: компании, товары и услуги, объявления
Яндекс.Метрика
Назад к содержимому | Назад к главному меню