Навіть якщо ми займаємося тільки експлуатацією водо-водяних теплообмінних апаратів, все одно, необхідно знати основи методик розрахунків подібних апаратів. Немає необхідності проводити повний прорахунок і підбір параметрів теплообмінного агрегату з урахуванням всіх деталей, але іноді для контролю над справністю або для підбору екстреної заміни теплообмінника в аварійній ситуації потрібно вміти обчислити хоча б його основні характеристики. Розберемося з розрахунком водо-водяних теплообмінників. найбільш поширених в комунальній сфері. Як правило, основним завданням в таких випадках є визначення поверхонь нагріву.
Розрахунок поверхонь нагріву водо-водяних теплообмінників
- Поверхня нагріву "F" (метри квадратні) можна знайти виходячи з формули, наступної з рівняння теплопередачі: F = Q / (K *? Tср),
в даному випадку "Q" - це теплова потужність (визначається в ватах),
"K" - коефіцієнт теплопередачі (Вт / (м2 * К)),
"? Tср" - усереднений температурний напір між теплоносіями (в градусах Цельсія або Кельвіна);
- Нашим завданням є знаходження всіх трьох змінних в цій формулі.
Теплову потужність можна знайти з рівняння теплового балансу: Q = G * c * (T2-T1) в цій формулі:
"C" - це теплоємність води при заданій температурі; (Визначається в Дж / (кг * К)),
"G" - її витрата в метрах кубічних на секунду,
"T1, T2" - температура на вході і виході (в градусах).
Для більш точного розрахунку бажано в цю формулу ще додавати коефіцієнт корисної дії теплообмінного апарату;
- Для визначення "? Tср" користуємося формулою:
Tср = (? Tб. Тм) / (? Тб /? Тм).
У цій формулі? Tб і? Тм найменші і найбільші різниці температур відповідно;
- Коефіцієнт теплопередачі можна вибрати з довідкових матеріалів або прорахувати за формулою:
k = 1 / (1 /? 1 +? ст /? ст + 1 /? 2).
Тут? 1 і? 2 це коефіцієнти тепловіддачі з боку віддає і приймає тепло контурів,
?ст - товщина стіни трубки,
ст - коефіцієнт теплопровідності матеріалу труб.
Таким чином, прорахувавши теоретичну і визначивши фактичну потужність (потужність можна визначити за допомогою приладів для обліку теплової енергії) або площа теплообмінника можна судити про правильне його підборі. Невідповідність цих двох значень, так само може сигналізувати про освіту відкладень на стінках трубок або їх закупорювання.
Звичайно, краще і простіше скористатися спеціальними програмами для розрахунку, але навіть в цьому випадку потрібно знати які формули і методи лежать в його основі.