Коэффициент теплопередачи водяных калориферов КСк (предприятие-производитель ООО Т.С.Т., ТУ 4863-002-55613706-02)
характеризуется интенсивностью и количеством теплового потока, передаваемого от греющего теплоносителя нагреваемому
воздуху, в условиях вынужденной механической конвекции в обеих средах. В целях улучшения коэффициентов теплопередачи
водовоздушных калориферов типа КСк 02 ХЛ3, и в целом процесса теплоотдачи, на металлические тепло несущие элементы в
виде трубок, накатывается алюминиевое оребрение. Механическое деформирование наружной алюминиевой трубы приводит к
увеличению теплонагревательной поверхности со стороны воздуха и обеспечивает надежный контакт между стальной трубкой
и развитым алюминиевым оребрением. Улучшению значений коэффициентов теплоотдачи и процессов внешнего теплообмена
способствует и расположение биметаллических трубок калорифера КСк в шахматном порядке. Это приводит к большей турбулизации
воздушного потока, исключению из теплообмена застойных зон и увеличению коэффициентов теплопередачи водяного теплообменника
модели КСк.
Расчет коэффициента теплопередачи водяных калориферов КСК
Коэффициент теплопередачи воздухонагревателей типа КСк находится двумя способами. Первый – по формуле, используя числовые
коэффициенты данных приточных нагревателей, полученные при теплотехнических испытаниях. Второй способ определения – по
рассчитанным показателям в таблице, принимая известные данные по массовой скорости воздуха во фронтальном сечении и скорости
теплоносителя в трубках. Следует принять во внимание, что наиболее оптимальная массовая скорость для водяных калориферов КСк
составляет 3.5 – 5.0 кг/м²•с, допустимые значения – от 2 до 8 кг/м²•с. Выбор массовой скорости воздуха зависит от многих факторов,
среди которых: температура входящего воздуха, технические характеристики установленного вентилятора, разница температур на который
необходимо нагреть воздух, схема компоновки калориферов и др. 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.
Формула для расчета коэффициента теплопередачи имеет вид:
К Вт/(м²•°С) = A • Vⁿ • Wᵐ
V - принятая массовая скорость воздуха, кг/м²•с;
W - скорость движения горячей воды в трубках, м/сек;
A, n, m - значение модуля и степеней из таблицы.
|
Расчетные значения для подсчета коэффициентов теплопередачи
|
КСк2
(2-х рядная модель)
|
A
|
n
|
m
|
КСк3
(3-х рядная модель)
|
A
|
n
|
m
|
КСк4
(4-х рядная модель)
|
A
|
n
|
m
|
|
33.3
|
0.383
|
0.175
|
29.3
|
0.437
|
0.168
|
25.5
|
0.496
|
0.160
|
Пример расчета 1.
Рассчитать коэффициент теплопередачи водяного калорифера КСк 4-9 с принятой массовой скоростью воздуха в
фронтальном сечении – 4.2 кг/м²•с, и средней скоростью теплоносителя в трубках – 0.48 м/сек.
К Вт/(м²•°С) = 25.5 • 4.20.496 • 0.480.160 = 25.5 • 2.0377 • 0.8892 = 46.204 Вт/(м²•°C)
4.2 – принятая массовая скорость воздуха, кг/м²•с;
0.48 - скорость движения горячей воды в трубках, м/сек;
25.5,
0.496,
0.160 - значение модуля и степеней для калориферов КСк4 из таблицы.
Аэродинамическое сопротивление калориферов КСК
Формула для расчета аэродинамического сопротивления имеет вид:
ΔPa (Па) = B • Vʳ
V - действительная массовая скорость воздуха, кг/м²•с; B, r - значение модуля и степеней из таблицы.
|
Расчетные значения для подсчета аэродинамического сопротивления
|
КСк2
(2-х рядная модель)
|
B
|
r
|
КСк3
(3-х рядная модель)
|
B
|
r
|
КСк4
(4-х рядная модель)
|
B
|
r
|
|
4.23
|
1.832
|
6.05
|
1.832
|
8.63
|
1.833
|
Пример расчета 2.
Рассчитать аэродинамическое сопротивление двухрядного водяного калорифера КСк 2-7 при массовой скорости воздуха
в фронтальном сечении равным 4.28 кг/м²•с
ΔPa (Па) = 4.23 • 4.281.832 = 60.7 Па
4.28 - действительная массовая скорость воздуха в фронтальном сечении, кг/м²•с;
4.23,
1.832 - значение модуля и степени из таблицы значений двухрядного воздухонагревателя.
Нахождение коэффициента теплопередачи и аэродинамического сопротивления по табличным данным
Пример расчета 3.
Рассчитать коэффициент теплопередачи и аэродинамическое сопротивление водяного воздухонагревателя КСк 3-6 с
принятой массовой скоростью воздуха в фронтальном сечении – 3.5 кг/м²•с, и средней скоростью теплоносителя в трубках – 0.45 м/сек.
По таблице коэффициентов теплопередачи для калориферов трехрядных КСк3, находим графу с массовой скоростью 3.5 кг/м²•с. Опускаемся по колонке вниз до перекрестного пересечения с принятыми данными скорости воды. Берем значение 0.4 м/сек – 43.4 и значение 0.5 м/сек – 45.1, складываем эти показатели и делим полученную сумму пополам. Получается 44.25 Вт/(м²•°C). Это и есть искомое значение коэффициента при скорости водяного потока 0.45 м/сек.
В таблицах представлены числовые значения коэффициентов теплопередачи водяных калориферов КСк2 02 ХЛ3, КСк3 02 ХЛ3 и КСк4 02 ХЛ3
производства ООО Т.С.Т., в зависимости от массовой скорости воздуха в набегающем потоке и скорости движения теплоносителя по трубкам.
Отдельной строкой выложены данные по аэродинамическому сопротивлению воздухонагревателей. Как видно из представленных таблиц, с
увеличением рядности калориферов и массовой скорости аэродинамические потери возрастают.
Прилагаются формулы и таблицы, технические данные всех моделей воздухонагревателей. Каждый шаг подсчетов и вычислений сопровождается конкретным примером.
Описание, теплотехнические характеристики, сравнительные габаритные размеры, фотографии, чертежи, основные параметры.
Таблицы с выложенными данными по коэффициентам гидравлического сопротивления теплообменников данного вида.
