La formule de la vitesse du fluide caloporteur dans les réseaux thermiques. Calcul hydraulique du système de chauffage, en tenant compte des canalisations
Méthode de calcul des échangeurs de chaleur
Les conceptions des échangeurs de chaleur sont très diverses, cependant, il existe une méthode générale de calculs d'ingénierie thermique qui peut être utilisée pour des calculs particuliers, en fonction des données initiales disponibles.
Il existe deux types de calculs d'ingénierie thermique des échangeurs de chaleur: la conception (conception) et la vérification.
Calcul de conception est faite lors de la conception d'un échangeur de chaleur, lorsque les débits des caloporteurs et leurs paramètres sont définis. Le but du calcul de conception est de déterminer la surface d'échange de chaleur et les dimensions de conception de l'appareil sélectionné.
Calcul de vérification effectué pour déterminer la possibilité d'utiliser des échangeurs de chaleur existants ou standard pour ceux procédés technologiques dans lequel cette machine est utilisée. Lors du calcul de vérification, les dimensions de l'appareil et les conditions de son fonctionnement sont données, et la valeur inconnue est la performance de l'échangeur de chaleur (réel). Un calcul de vérification est effectué pour évaluer le fonctionnement de l'appareil dans des modes autres que nominaux. Comme ça. Ainsi, le but du calcul de vérification est de sélectionner les conditions qui assurent mode optimal fonctionnement de l'appareil.
Le calcul de conception comprend des calculs thermiques (ingénierie thermique), hydrauliques et mécaniques.
Séquence de calcul de conception. Pour effectuer le calcul, il faut préciser : 1) le type d'échangeur de chaleur (serpentin, calandre et tube, tube dans tube, spirale, etc.) ; 2) le nom des caloporteurs chauffés et refroidis (liquide, vapeur ou gaz) ; 3) performance de l'échangeur de chaleur (quantité d'un des caloporteurs, kg/s) ; 4) températures initiale et finale des caloporteurs.
Il est nécessaire de déterminer: 1) les paramètres physiques et les vitesses de déplacement des caloporteurs; 2) le débit du liquide de refroidissement de chauffage ou de refroidissement sur la base bilan thermique; 3) force motrice processus, c'est-à-dire différence de température moyenne ; 4) transfert de chaleur et coefficients de transfert de chaleur ; 5) surface de transfert de chaleur ; 6) dimensions constructives appareil : longueur, diamètre et nombre de spires de serpentin, longueur, nombre de tubes et diamètre de l'enveloppe dans un appareil multitubulaire, nombre de spires et diamètre de l'enveloppe dans un échangeur de chaleur à spirale, etc. ; 7) diamètres des raccords d'entrée et de sortie des caloporteurs.
Le transfert de chaleur entre les liquides de refroidissement varie considérablement en fonction de propriétés physiques et paramètres des milieux d'échange de chaleur, ainsi que sur les conditions hydrodynamiques du mouvement des caloporteurs.
Dans la tâche de conception, les fluides de travail (porteurs de chaleur), leurs températures initiale et finale sont spécifiés. Besoin de définir température moyenne pour chaque milieu et à cette température, retrouver les valeurs de leurs paramètres physiques à partir des tables de référence.
La température moyenne du milieu peut être approximativement déterminée comme la moyenne arithmétique des températures t n initiale et t finale.
Les principaux paramètres physiques des milieux de travail sont : densité, viscosité, chaleur spécifique, coefficient de conductivité thermique, point d'ébullition, chaleur latente d'évaporation ou de condensation, etc.
Ces paramètres sont présentés sous forme de tableaux, schémas, monogrammes dans des ouvrages de référence.
Lors de la conception d'un équipement d'échange de chaleur, il convient de s'efforcer de créer de tels débits de caloporteurs (leurs milieux de travail) auxquels les coefficients de transfert de chaleur et les résistances hydrauliques seraient économiquement avantageux.
Le choix d'une vitesse appropriée a grande importance pour un bon fonctionnement de l'échangeur de chaleur, car avec une augmentation de la vitesse, les coefficients de transfert de chaleur augmentent de manière significative et la surface d'échange de chaleur diminue, c'est-à-dire le dispositif a des dimensions de conception plus petites. Simultanément à l'augmentation de la vitesse, la résistance hydraulique de l'appareil augmente, c'est-à-dire consommation d'énergie pour l'entraînement de la pompe, ainsi que le risque de coup de bélier et de vibration de la tuyauterie. Valeur minimum la vitesse est déterminée par l'obtention d'un écoulement turbulent (pour les liquides facilement mobiles et de faible viscosité, le critère de Reynolds Re > 10000).
La vitesse moyenne du fluide est déterminée à partir des équations des débits volumétrique et massique :
SP; , kg / (m 2 s), (9.1)
où est la vitesse linéaire moyenne, m/s ; V—débit volumique, m3/s ; S est la section transversale du flux, m2; – vitesse massique moyenne, kg/(m 2 /s); G- débit massique, kg/s.
Relation entre la masse et la vitesse linéaire :
, (9.2)
où est la masse volumique du milieu, kg/m 3 .
Pour les diamètres de tuyaux appliqués (57, 38 et 25 mm), il est recommandé de prendre la vitesse des liquides pratiquement de 1,5 à 2 m/s, pas supérieure à 3 m/s, la limite de vitesse la plus basse pour la plupart des liquides est de 0,06 à 0,3 m /s . La vitesse correspondant à Re = 10000 pour les liquides à faible viscosité ne dépasse dans la plupart des cas pas 0,2 - 0,3 m/s. Pour les liquides visqueux, la turbulence d'écoulement est obtenue à des vitesses beaucoup plus élevées; par conséquent, dans les calculs, il est nécessaire de supposer un régime légèrement turbulent voire laminaire.
Pour les gaz à pression atmosphérique, des vitesses de masse de 15 à 20 kg / (m 2 s) sont autorisées, la limite la plus basse est de 2 à 2,5 kg / (m 2 s) et vitesses linéaires jusqu'à 25 m/s; Pour vapeurs saturées lors de la condensation, il est recommandé de régler la vitesse jusqu'à 10 m/s.
La vitesse de déplacement des fluides de travail dans les tuyaux de dérivation des raccords : pour la vapeur saturée 20 - 30 m/s ; pour la vapeur surchauffée - jusqu'à 50 m/s ; pour liquides - 1,5 - 3 m / s; pour chauffer le condensat de vapeur - 1 - 2 m/s.
À l'aide du calcul hydraulique, il est possible de sélectionner correctement les diamètres et les longueurs des tuyaux, d'équilibrer correctement et rapidement le système à l'aide de vannes de radiateur. Les résultats de ce calcul vous aideront également à choisir la bonne pompe de circulation.
À la suite du calcul hydraulique, il est nécessaire d'obtenir les données suivantes:
m - débit de liquide de refroidissement pour l'ensemble du système de chauffage, kg / s;
ΔP - perte de charge dans le système de chauffage ;
ΔP 1 , ΔP 2 ... ΔP n , - perte de charge de la chaudière (pompe) à chaque radiateur (du premier au nième);
Consommation de liquide de refroidissement
Le débit de liquide de refroidissement est calculé par la formule :
Cp - capacité thermique spécifique de l'eau, kJ/(kg*deg.C); pour des calculs simplifiés, nous prenons égal à 4,19 kJ / (kg * deg. C)
ΔPt - différence de température à l'entrée et à la sortie ; généralement nous prenons l'approvisionnement et le retour de la chaudière
Calculateur de débit de liquide de refroidissement(uniquement pour l'eau)
Q= kW ; Δt = °C ; m = l/s
De la même manière, vous pouvez calculer le débit du liquide de refroidissement dans n'importe quelle section du tuyau. Les sections sont sélectionnées de manière à ce que le tuyau ait la même vitesse de l'eau. Ainsi, le partitionnement en sections se produit avant le té, ou avant la réduction. Il est nécessaire de sommer par puissance tous les radiateurs vers lesquels le liquide de refroidissement circule à travers chaque section du tuyau. Remplacez ensuite la valeur dans la formule ci-dessus. Ces calculs doivent être effectués pour les tuyaux devant chaque radiateur.
Vitesse du liquide de refroidissement
Ensuite, en utilisant les valeurs obtenues du débit de liquide de refroidissement, il est nécessaire de calculer pour chaque section de tuyau devant les radiateurs la vitesse de déplacement de l'eau dans les tuyaux selon la formule:
où V est la vitesse du fluide caloporteur, m/s ;
m - débit de liquide de refroidissement à travers la section de tuyau, kg/s
ρ - densité de l'eau, kg/m3 peut être pris égal à 1000 kg/m3.
f - aire la Coupe transversale tuyaux, m² peut être calculé par la formule : π * r 2, où r - diamètre intérieur divisé par 2
Calculateur de vitesse du liquide de refroidissement
m = l/s ; tuyau millimètre sur millimètre ; V = SP
Perte de charge dans le tuyau
ΔPp tr \u003d R * L,
ΔPp tr - perte de pression dans le tuyau due au frottement, Pa;
R - pertes par frottement spécifiques dans le tuyau, Pa/m ; dans la documentation de référence du fabricant de tuyaux
L - longueur de section, m;
Perte de charge due aux résistances locales
Les résistances locales dans une section de tuyau sont des résistances sur les raccords, les raccords, les équipements, etc. La perte de charge aux résistances locales est calculée par la formule:
où Δp m.s. - perte de charge sur les résistances locales, Pa ;
Σξ - la somme des coefficients de résistance locale dans la zone ; les coefficients de résistance locale sont indiqués par le fabricant pour chaque raccord
V est la vitesse du fluide caloporteur dans la canalisation, m/s ;
ρ - densité du caloporteur, kg/m 3 .
Résultats du calcul hydraulique
En conséquence, il est nécessaire d'additionner les résistances de toutes les sections à chaque radiateur et de les comparer avec les valeurs de contrôle. Pour que la pompe intégrée fournisse de la chaleur à tous les radiateurs, la perte de charge sur la branche la plus longue ne doit pas dépasser 20 000 Pa. La vitesse de déplacement du liquide de refroidissement dans n'importe quelle zone doit être comprise entre 0,25 et 1,5 m / s. À des vitesses supérieures à 1,5 m/s, des bruits peuvent se produire dans les tuyaux, et une vitesse minimale de 0,25 m/s est recommandée pour éviter l'air dans les tuyaux.
Pour résister aux conditions ci-dessus, il suffit de choisir les bons diamètres de tuyaux. Cela peut être fait dans un tableau.
Il indique la puissance totale des radiateurs que le tuyau fournit en chaleur.
Sélection rapide des diamètres de tuyaux selon le tableau
Pour les maisons jusqu'à 250 m². à condition qu'il y ait une pompe de 6 vannes thermiques et un radiateur, vous ne pouvez pas faire un calcul hydraulique complet. Vous pouvez choisir les diamètres selon le tableau ci-dessous. Dans les sections courtes, vous pouvez légèrement dépasser la puissance. Les calculs ont été effectués pour le fluide caloporteur Δt=10 o C et v=0.5m/s.
| Tuyau | Puissance du radiateur, kW |
|---|---|
| Tuyau 14x2mm | 1.6 |
| Tuyau 16x2mm | 2,4 |
| Tuyau 16x2,2 mm | 2,2 |
| Tuyau 18x2mm | 3,23 |
| Tuyau 20x2mm | 4,2 |
| Tuyau 20x2,8 mm | 3,4 |
| Tuyau 25x3,5 mm | 5,3 |
| Tuyau 26x3 mm | 6,6 |
| Tuyau 32x3 mm | 11,1 |
| Tuyau 32x4,4 mm | 8,9 |
| Tuyau 40x5,5 mm | 13,8 |
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Pour que le système de chauffage de l'eau fonctionne correctement, il est nécessaire de garantir la vitesse souhaitée du liquide de refroidissement dans le système. Si la vitesse est faible, le chauffage de la pièce sera très lent et les radiateurs éloignés seront beaucoup plus froids que les proches. Au contraire, si la vitesse du liquide de refroidissement est trop élevée, le liquide de refroidissement lui-même n'aura pas le temps de chauffer dans la chaudière, la température de l'ensemble du système de chauffage sera plus basse. Ajouté au niveau de bruit. Comme vous pouvez le voir, la vitesse du liquide de refroidissement dans le système de chauffage est très paramètre important. Examinons de plus près quelle devrait être la vitesse la plus optimale.
Les systèmes de chauffage où la circulation naturelle se produit, en règle générale, ont une relative faible vitesse liquide de refroidissement. La perte de charge dans les canalisations est atteinte emplacement correct chaudière, vase d'expansion et les tuyaux eux-mêmes - droit et retour. Seul calcul correct avant l'installation, vous permet d'obtenir le mouvement correct et uniforme du liquide de refroidissement. Mais encore, l'inertie des systèmes de chauffage avec circulation naturelle le liquide est très gros. Le résultat est un chauffage lent des locaux, une faible efficacité. Le principal avantage d'un tel système est l'indépendance maximale de l'électricité, il n'y a pas de pompes électriques.
Le plus souvent, les maisons utilisent un système de chauffage à circulation forcée du liquide de refroidissement. L'élément principal d'un tel système est une pompe de circulation. C'est lui qui accélère le mouvement du liquide de refroidissement, la vitesse du liquide dans le système de chauffage dépend de ses caractéristiques.
Qu'est-ce qui affecte la vitesse du liquide de refroidissement dans le système de chauffage:
Schéma du système de chauffage,
- type de liquide de refroidissement,
- puissance, performance de la pompe de circulation,
- de quels matériaux sont faits les tuyaux et leur diamètre,
- absence sas et les blocages dans les tuyaux et les radiateurs.
Pour une maison privée, le plus optimal serait la vitesse du liquide de refroidissement dans la plage de 0,5 à 1,5 m / s.
Pour les bâtiments administratifs - pas plus de 2 m / s.
Pour locaux industriels– pas plus de 3 m/s.
La limite supérieure de la vitesse du liquide de refroidissement est choisie principalement en raison du niveau de bruit dans les tuyaux.
Beaucoup pompes de circulation avoir un régulateur de débit de fluide, il est donc possible de choisir le plus optimal pour votre système. La pompe elle-même doit être choisie correctement. Pas besoin de prendre grand stock puissance, car il y aura plus de consommation d'électricité. Avec une grande longueur du système de chauffage, en grand nombre circuits, nombre d'étages, etc., il est préférable d'installer plusieurs pompes de plus faible capacité. Par exemple, placez la pompe séparément sur le sol chaud, au deuxième étage.
Vitesse de l'eau dans le système de chauffage
Vitesse de l'eau dans le système de chauffage Pour que le système de chauffage de l'eau fonctionne correctement, il est nécessaire de garantir la vitesse souhaitée du liquide de refroidissement dans le système. Si la vitesse est faible,
La vitesse de déplacement de l'eau dans les tuyaux du système de chauffage.
Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam
Oh, et ton frère est en train de se faire berner là-bas !
Qu'est-ce que tu veux quelque chose ? « Secret militaire » (comment le faire réellement) pour le découvrir ou pour réussir un papier de cours ? Si seulement un document de cours, alors selon le manuel de formation, que l'enseignant a écrit et ne sait rien d'autre et ne veut pas savoir. Et si vous le faites comment n'accepte toujours pas.
1. Oui minimal la vitesse de déplacement de l'eau. Il s'agit de 0,2 à 0,3 m / s, à partir de l'état d'élimination de l'air.
2. Oui maximum vitesse, qui est limitée pour que les tuyaux ne fassent pas de bruit. Théoriquement, cela devrait être vérifié par calcul, et certains programmes le font. Pratiquement des gens bien informés utilisez les instructions de l'ancien SNiP de 1962, où il y avait une table marginal vitesses. A partir de là, et selon tous les ouvrages de référence, il s'est dispersé. C'est 1,5 m/s pour un diamètre de 40 ou plus, 1 m/s pour un diamètre de 32, 0,8 m/s pour un diamètre de 25. Il y avait d'autres restrictions pour des diamètres plus petits, mais ils n'ont pas donné un putain d'eux.
La vitesse autorisée est maintenant dans la clause 6.4.6 (jusqu'à 3 m / s) et dans l'annexe G du SNiP 41-01-2003, seuls les «docents avec candidats» ont essayé pour que les étudiants pauvres ne puissent pas le comprendre. Là, c'est lié au niveau sonore, et aux kms et autres conneries.
Mais acceptable est Pas optimale. À propos de l'optimum dans SNiP n'est pas du tout mentionné.
3. Mais il y a encore optimal vitesse. Pas certains 0,8-1,5, mais le vrai. Ou plutôt, pas la vitesse elle-même, mais le diamètre optimal du tuyau (la vitesse elle-même n'est pas importante), et en tenant compte de tous les facteurs, y compris la consommation de métal, la pénibilité de l'installation, la configuration et la stabilité hydraulique.
Voici les formules secrètes :
0,037*G^0,49 - pour les lignes préfabriquées
0,036*G^0,53 - pour les colonnes chauffantes
0,034*G^0,49 - pour les réseaux de dérivation, jusqu'à ce que la charge soit réduite à 1/3
0,022*G^0,49 - pour les sections d'extrémité d'une branche avec une charge de 1/3 de la branche entière
Ici, partout G est le débit en t / h, mais il s'avère que le diamètre intérieur en mètres, qui doit être arrondi à la norme supérieure la plus proche.
Bien et correct les garçons ne fixent aucune vitesse, ils le font juste dans bâtiments résidentiels toutes les colonnes montantes de diamètre constant et toutes les conduites de diamètre constant. Mais il est trop tôt pour que vous sachiez exactement quels diamètres.
La vitesse de déplacement de l'eau dans les tuyaux du système de chauffage
La vitesse de déplacement de l'eau dans les tuyaux du système de chauffage. Chauffage
Calcul hydraulique canalisations du système de chauffage
Comme le montre le titre du sujet, des paramètres liés à l'hydraulique tels que le débit de liquide de refroidissement, le débit de liquide de refroidissement, la résistance hydraulique des canalisations et des raccords sont impliqués dans le calcul. En même temps, il existe une relation complète entre ces paramètres.
Par exemple, avec une augmentation de la vitesse du liquide de refroidissement, la résistance hydraulique de la canalisation augmente. Avec une augmentation du débit du liquide de refroidissement à travers une canalisation d'un certain diamètre, la vitesse du liquide de refroidissement augmente et la résistance hydraulique augmente naturellement, tout en modifiant le diamètre vers le haut, la vitesse et la résistance hydraulique diminuent. En analysant ces relations, la conception hydraulique devient une sorte d'analyse des paramètres pour assurer des travail efficace systèmes et de réduire les coûts de matériel.
Le système de chauffage se compose de quatre composants principaux : canalisations, réchauffeurs, générateur de chaleur, régulation et Vannes d'arrêt. Tous les éléments du système ont leurs propres caractéristiques de résistance hydraulique et doivent être pris en compte dans le calcul. Dans le même temps, comme mentionné ci-dessus, caractéristiques hydrauliques ne sont pas permanents. Fabricants équipement de chauffage et les matériaux fournissent généralement des données sur les caractéristiques hydrauliques (perte de charge spécifique) des matériaux ou équipements qu'ils produisent.
Nomogramme pour le calcul hydraulique des canalisations en polypropylène fabriquées par FIRAT (Firat)
La perte de pression spécifique (perte de charge) de la canalisation est indiquée pour 1 r.m. tuyaux.
Après avoir analysé le nomogramme, vous verrez plus clairement les relations précédemment indiquées entre les paramètres.
Nous avons donc défini l'essence du calcul hydraulique.
Passons maintenant en revue chacun des paramètres séparément.
Consommation de liquide de refroidissement
Le débit de liquide de refroidissement, pour une compréhension plus large de la quantité de liquide de refroidissement, dépend directement de la charge thermique que le liquide de refroidissement doit déplacer du générateur de chaleur vers chauffage.
En effet, pour le calcul hydraulique, il est nécessaire de déterminer le débit du fluide caloporteur dans une zone de calcul donnée. Qu'est-ce qu'une zone de peuplement. La section calculée de la canalisation est considérée comme une section de diamètre constant avec un débit constant du fluide caloporteur. Par exemple, si la branche comprend dix radiateurs (conditionnellement, chaque appareil ayant une capacité de 1 kW) et que le débit total de liquide de refroidissement est calculé pour le transfert d'énergie thermique égale à 10 kW par le liquide de refroidissement. Ensuite la première section sera la section allant du générateur de chaleur au premier radiateur de la branche (sous réserve que le diamètre soit constant sur toute la section) avec un débit de fluide caloporteur pour le transfert de 10 kW. La deuxième section sera située entre les premier et deuxième radiateurs avec un coût caloporteur de 9 kW et ainsi de suite jusqu'au dernier radiateur. La résistance hydraulique de la conduite d'alimentation et de la conduite de retour est calculée.
Le débit de liquide de refroidissement (kg/h) pour le site est calculé par la formule :
Compte Q - Charge thermique coupe W. Par exemple, pour l'exemple ci-dessus, la charge thermique de la première section est de 10 kW ou 1000 W.
c \u003d 4,2 kJ / (kg ° С) - capacité thermique spécifique de l'eau
t g - température de conception du liquide de refroidissement chaud dans le système de chauffage, ° С
t o - température de conception du liquide de refroidissement refroidi dans le système de chauffage, ° С.
Débit de liquide de refroidissement.
Il est recommandé de prendre le seuil minimum pour la vitesse du liquide de refroidissement entre 0,2 et 0,25 m / s. À des vitesses inférieures, le processus de libération de l'excès d'air contenu dans le liquide de refroidissement commence, ce qui peut entraîner la formation de poches d'air et, par conséquent, une défaillance complète ou partielle du système de chauffage. Le seuil supérieur de la vitesse du liquide de refroidissement se situe dans la plage de 0,6 à 1,5 m/s. Le respect de la limite supérieure de vitesse évite l'apparition de bruit hydraulique dans les canalisations. En pratique, il a été déterminé portée optimale vitesse 0,3 - 0,7 m/s.
Une plage plus précise de la vitesse du liquide de refroidissement recommandée dépend du matériau des canalisations utilisées dans le système de chauffage, ou plutôt du coefficient de rugosité surface intérieure canalisations. Par exemple, pour les canalisations en acier, il est préférable de respecter une vitesse de refroidissement de 0,25 à 0,5 m/s pour le cuivre et le polymère (polypropylène, polyéthylène, canalisations métal-plastique) de 0,25 à 0,7 m/s, ou d'utiliser les recommandations du fabricant si disponible.
Débit de liquide de refroidissement
Débit de liquide de refroidissement. Calcul hydraulique des canalisations du système de chauffage Comme le montre le titre du sujet, des paramètres liés à l'hydraulique tels que le débit
Vitesse - mouvement - liquide de refroidissement
Les vitesses de déplacement des caloporteurs dans les appareils technologiques fournissent généralement un régime d'écoulement turbulent, dans lequel, comme on le sait, il y a un échange intensif de quantité de mouvement, d'énergie et de masse entre les sections voisines de l'écoulement en raison de pulsations turbulentes chaotiques. En termes d'essence physique, le transfert de chaleur turbulent est un transfert convectif.
La vitesse du liquide de refroidissement dans les canalisations des systèmes de chauffage à circulation naturelle est généralement de 0,05 à 0,2 m / s et à circulation artificielle de 0,2 à 1,0 m / s.
La vitesse de déplacement du liquide de refroidissement affecte la vitesse de séchage de la brique. Il ressort des études ci-dessus que l'accélération du séchage des briques et une augmentation de la vitesse du fluide caloporteur sont plus perceptibles lorsque cette vitesse est supérieure à 0,5 m/s. Dans la toute première période de séchage, une augmentation significative de la vitesse du liquide de refroidissement est préjudiciable à la qualité de la brique, si le liquide de refroidissement n'est pas assez humide.
La vitesse de déplacement du caloporteur dans les tubes des récupérateurs de chaleur doit être d'au moins 0,35 m/s dans tous les modes de fonctionnement avec eau de refroidissement et d'au moins 0,25 m/s avec caloporteur hors gel.
La vitesse de déplacement du liquide de refroidissement dans les systèmes de chauffage est déterminée par calcul hydraulique et des considérations économiques.
La vitesse de déplacement des caloporteurs, déterminée par la section des canaux de l'échangeur de chaleur, varie dans de très larges limites et ne peut être acceptée ou établie sans une grande erreur tant que la question du type et des dimensions de l'échangeur de chaleur n'est pas résolue. résolu.
La vitesse du fluide caloporteur w affecte fortement le transfert de chaleur. Plus la vitesse est élevée, plus le transfert de chaleur est intense.
La vitesse de déplacement du caloporteur dans le canal de séchage ne doit pas dépasser 5 à 6 m / min afin d'éviter la formation d'une surface bosselée de la couche de travail et d'une structure trop sollicitée. En pratique, la vitesse du liquide de refroidissement est choisie dans la plage de 2 à 5 m/min.
La vitesse de déplacement du liquide de refroidissement dans les systèmes de chauffage à eau est autorisée jusqu'à 1 - 15 m / s dans les résidences et bâtiments publiques et jusqu'à 3 m/s dans les locaux industriels.
L'augmentation de la vitesse du liquide de refroidissement n'est bénéfique que jusqu'à une certaine limite. Si cette vitesse est supérieure à la vitesse optimale, les gaz n'auront pas le temps de céder toute leur chaleur à la matière et sortiront du tambour avec haute température.
Une augmentation de la vitesse du liquide de refroidissement peut également être obtenue dans les échangeurs de chaleur élémentaires (batterie), qui sont une batterie de plusieurs échangeurs de chaleur connectés en série les uns avec les autres.
Avec une augmentation de la vitesse de déplacement des caloporteurs, Re w // v, le coefficient de transfert de chaleur a et la densité de flux de chaleur q a At augmentent. Cependant, avec la vitesse, la résistance hydraulique et la consommation d'énergie des pompes pompant le liquide de refroidissement à travers le échangeur de chaleur. Existe valeur optimale vitesse, déterminée en comparant l'augmentation de l'intensité du transfert de chaleur et une augmentation plus intensive de la résistance hydraulique avec l'augmentation de la vitesse.
Pour augmenter la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement dans l'espace annulaire, des cloisons longitudinales et transversales sont disposées.
Grande Encyclopédie Pétrole et gaz
La grande encyclopédie de la vitesse du pétrole et du gaz - mouvement - liquide de refroidissement
Pour effectuer d'autres calculs, nous utiliserons tous les principaux paramètres hydrauliques, y compris le débit du liquide de refroidissement, la résistance hydraulique des raccords et des canalisations, la vitesse du liquide de refroidissement, etc. Il existe une relation complète entre ces paramètres, sur laquelle il faut compter dans les calculs. site Internet
Par exemple, si vous augmentez la vitesse du liquide de refroidissement, la résistance hydraulique du pipeline augmentera en même temps. Si vous augmentez le débit du liquide de refroidissement, en tenant compte du pipeline d'un diamètre donné, la vitesse du liquide de refroidissement augmentera simultanément, ainsi que la résistance hydraulique. Et plus le diamètre du pipeline est grand, plus la vitesse du liquide de refroidissement et la résistance hydraulique sont faibles. Sur la base de l'analyse de ces relations, il est possible de transformer l'hydraulique (le programme de calcul est disponible sur le réseau) en une analyse des paramètres d'efficacité et de fiabilité de l'ensemble du système, ce qui, à son tour, contribuera à réduire le coût des matériaux utilisés.
Le système de chauffage comprend quatre composants de base : un générateur de chaleur, des radiateurs, des canalisations, des vannes d'arrêt et de régulation. Ces éléments ont des paramètres de résistance hydraulique individuels qui doivent être pris en compte lors de l'exécution du calcul. Rappelons que les caractéristiques hydrauliques ne sont pas constantes. Les principaux fabricants de matériaux et d'équipements de chauffage en à coup sûr indiquer des informations sur les pertes de pression spécifiques (caractéristiques hydrauliques) pour les équipements ou matériaux fabriqués.
Par exemple, le calcul des canalisations en polypropylène FIRAT est grandement facilité par le nomogramme donné, qui indique la pression spécifique ou les pertes de charge dans la canalisation pour un tuyau de 1 mètre. L'analyse du nomogramme nous permet de tracer clairement les relations susmentionnées entre caractéristiques individuelles. C'est l'essence même des calculs hydrauliques.
Calcul hydraulique des systèmes de chauffage à eau: débit de liquide de refroidissement
Nous pensons que vous avez déjà établi une analogie entre le terme "débit de liquide de refroidissement" et le terme "quantité de liquide de refroidissement". Ainsi, le débit du liquide de refroidissement dépendra directement du type de charge thermique qui tombe sur le liquide de refroidissement lors du transfert de chaleur vers le réchauffeur à partir du générateur de chaleur.
Le calcul hydraulique consiste à déterminer le niveau de débit de liquide de refroidissement par rapport à une zone donnée. La section calculée est une section avec un débit de liquide de refroidissement stable et un diamètre constant.
Calcul hydraulique des systèmes de chauffage : un exemple
Si la branche comprend des radiateurs de dix kilowatts et que le débit de liquide de refroidissement a été calculé pour le transfert d'énergie thermique au niveau de 10 kilowatts, la section calculée sera une coupe du générateur de chaleur au radiateur, qui est le premier du bifurquer. Mais à condition que cette section soit caractérisée par un diamètre constant. La deuxième section est située entre le premier radiateur et le deuxième radiateur. Dans le même temps, si dans le premier cas le taux de transfert de 10 kilowatts d'énergie thermique a été calculé, dans la deuxième section, la quantité d'énergie estimée sera déjà de 9 kilowatts, avec une diminution progressive au fur et à mesure des calculs. La résistance hydraulique doit être calculée simultanément pour les conduites d'alimentation et de retour.
Calcul hydraulique système monotube le chauffage implique le calcul du débit de liquide de refroidissement
pour la zone de conception selon la formule suivante :
Guch \u003d (3,6 * Quch) / (s * (tg-to))
Qch est la charge thermique de la surface calculée en watts. Par exemple, pour notre exemple, la charge thermique sur la première section sera de 10 000 watts ou 10 kilowatts.
s (capacité thermique spécifique pour l'eau) - une constante égale à 4,2 kJ / (kg ° С)
tg est la température du liquide de refroidissement chaud dans système de chauffage.
to est la température du liquide de refroidissement froid dans le système de chauffage.
Calcul hydraulique du système de chauffage : débit de liquide de refroidissement
La vitesse minimale du liquide de refroidissement doit prendre une valeur seuil de 0,2 à 0,25 m/s. Si la vitesse est inférieure, l'excès d'air sera évacué du liquide de refroidissement. Cela entraînera l'apparition de poches d'air dans le système, ce qui, à son tour, peut entraîner une panne partielle ou complète du système de chauffage. Quant au seuil supérieur, la vitesse du liquide de refroidissement doit atteindre 0,6 - 1,5 m/s. Si la vitesse ne dépasse pas cet indicateur, aucun bruit hydraulique ne se formera dans la canalisation. La pratique montre que la plage de vitesse optimale pour les systèmes de chauffage est de 0,3 à 0,7 m / s.
S'il est nécessaire de calculer plus précisément la plage de vitesse du liquide de refroidissement, les paramètres du matériau de la canalisation dans le système de chauffage devront être pris en compte. Plus précisément, vous aurez besoin d'un facteur de rugosité pour la surface intérieure du tuyau. Par exemple, si nous parlons sur les pipelines en acier, la vitesse du liquide de refroidissement au niveau de 0,25 à 0,5 m / s est considérée comme optimale. Si le pipeline est en polymère ou en cuivre, la vitesse peut être augmentée à 0,25 - 0,7 m / s. Si vous voulez jouer la sécurité, lisez attentivement la vitesse recommandée par les fabricants d'équipements pour les systèmes de chauffage. Une plage plus précise de la vitesse du liquide de refroidissement recommandée dépend du matériau des canalisations utilisées dans le système de chauffage, et plus précisément du coefficient de rugosité de la surface interne des canalisations. Par exemple, pour les canalisations en acier, il est préférable de respecter une vitesse de refroidissement de 0,25 à 0,5 m/s pour le cuivre et le polymère (polypropylène, polyéthylène, canalisations métal-plastique) de 0,25 à 0,7 m/s, ou d'utiliser les recommandations du fabricant si disponible.
Calcul de la résistance hydraulique du système de chauffage : perte de charge
La perte de pression dans une certaine section du système, également appelée "résistance hydraulique", est la somme de toutes les pertes dues au frottement hydraulique et aux résistances locales. Cet indicateur, mesuré en Pa, est calculé par la formule :
ΔPuch=R* l + ((ρ * ν2) / 2) * Σζ
Où
ν est la vitesse du fluide caloporteur utilisé, mesurée en m/s.
ρ est la densité du caloporteur, mesurée en kg/m3.
R - perte de pression dans la canalisation, mesurée en Pa / m.
l est la longueur estimée du pipeline dans la section, mesurée en m.
Σζ - la somme des coefficients de résistance locale dans le domaine de l'équipement et des vannes.
Quant à la résistance hydraulique totale, elle est la somme de toutes les résistances hydrauliques des sections calculées.