Beregning af varmeveksler. Dimensioner og typer af forbindelser. For at beregne data skal du også bruge

Specialister "Teploobmen" firma Ud fra de individuelle oplyste data beregner vi hurtigt varmevekslere ud fra kundernes ønsker.

Beregningsmetode for varmeveksler

For at løse et varmeoverførselsproblem skal du kende værdierne af flere parametre. Når du kender dem, kan du bestemme andre data. Seks parametre synes at være de vigtigste:

• Mængden af ​​varme, der skal overføres ( termisk belastning eller strøm).
• Temperatur ved ind- og udløb på første og anden side af varmeveksleren.
• Det maksimalt tilladte tryktab på siden af ​​både det primære og sekundære kredsløb.
• Maksimal driftstemperatur.
• Maksimalt driftstryk.
• Medium flow på primær og sekundær side.

Hvis mediets strømningshastighed, den specifikke varmekapacitet og temperaturforskellen på den ene side af kredsløbet er kendt, kan den termiske belastning beregnes.

Temperatur program

Dette udtryk betyder arten af ​​ændringen i mediets temperatur i begge kredsløb mellem dets værdier ved indgangen til varmeveksleren og udgangen fra den.

T1 = Indløbstemperatur - varm side

T2 = Udgangstemperatur - varm side

T3 = Indløbstemperatur - kold side

T4 = Udgangstemperatur - kold side

Gennemsnitlig logaritmisk temperaturforskel

Den logaritmiske middeltemperaturforskel (LMTD) er den effektive drivkraft for varmeoverførsel.

Hvis vi ikke tager højde for varmetab til det omgivende rum, som kan negligeres, er det legitimt at sige, at mængden af ​​varme, der afgives af den ene side af pladevarmeveksleren (varmebelastningen), er lig med mængden af ​​varme modtaget af sin anden side.

Termisk belastning (P) er udtrykt i kW eller kcal/h.

P = m x c p x δt,

m = Masseflow, kg/s

c p = Specifik varmekapacitet, kJ/(kg x °C)

δt = Temperaturforskel ved ind- og udløb på den ene side, °C

Termisk længde

Den termiske kanallængde eller theta-parameteren (Θ) er en dimensionsløs størrelse, der karakteriserer forholdet mellem temperaturforskellen δt på den ene side af varmeveksleren og dens LMTD.

Massefylde

Massefylde (ρ) er massen pr. volumenenhed af mediet og udtrykkes i kg/m3 eller g/dm3.

Forbrug

Denne parameter kan udtrykkes ved hjælp af to forskellige udtryk: masse eller volumen. Hvis du mener massestrøm, så er det udtrykt i kg / s eller i kg / h, hvis volumenstrømmen, så bruges enheder som m 3 / h eller l / min. For at konvertere volumenstrøm til massestrøm skal du gange volumenstrømningshastigheden med mediets densitet. Valget af varmeveksler til en specifik opgave bestemmer normalt den nødvendige strømningshastighed.

Hovedtab

Størrelsen af ​​en pladevarmeveksler afhænger direkte af mængden af ​​tryktab (∆p). Hvis det er muligt at øge det tilladte tryktab, vil det være muligt at bruge en mere kompakt og derfor billigere varmeveksler. Som retningslinje for pladevarmevekslere til vand/vand arbejdsvæsker kan det tilladte tryktab betragtes i området fra 20 til 100 kPa.

Specifik varme

Specifik varmekapacitet (med p) er den mængde energi, der kræves for at hæve temperaturen på 1 kg af et stof med 1 °C ved en given temperatur. Den specifikke varmekapacitet for vand ved en temperatur på 20 °C er således 4,182 kJ/(kg x °C) eller 1,0 kcal/(kg x °C).

Viskositet

Viskositet er et mål for væskens fluiditet. Jo lavere viskositeten er, jo højere flydende er væsken. Viskositet er udtrykt i centipoise (cP) eller centistokes (cSt).

Varmeoverførselskoefficient

Varmeoverførselskoefficient varmeveksler er den vigtigste parameter, som bestemmer anvendelsesområdet for enheden, såvel som dens effektivitet. Denne værdi påvirkes af arbejdsmediets bevægelseshastighed såvel som enhedens designfunktioner.

Varmeoverførselskoefficienten for en varmeveksler er en kombination af følgende værdier:

• varmeoverførsel fra varmemediet til væggene;
• varmeoverførsel fra væggene til det opvarmede medium;
• varmeoverførsel af vandvarmeren.

Varmeoverførselskoefficient varmeveksler beregnes ved hjælp af visse formler, hvis sammensætning også afhænger af typen af ​​varmevekslerenhed, dens dimensioner samt af egenskaberne af de stoffer, som systemet arbejder med. Derudover er det nødvendigt at tage hensyn ydre forhold udstyrsdrift – fugtighed, temperatur osv.

Varmeoverførselskoefficient (k) er et mål for modstand varmeflow forårsaget af faktorer som pladernes materiale, mængden af ​​aflejringer på overfladen, væskernes egenskaber og den anvendte type varmeveksler. Varmeoverførselskoefficienten er udtrykt i W/(m2 x °C) eller kcal/(h x m2 x °C).

Valg af varmeveksler

Hver parameter i disse formler kan påvirke valget af varmeveksler. Valget af materialer påvirker normalt ikke varmevekslerens effektivitet, kun dens styrke og modstand mod korrosion afhænger af dem.

Ansøger pladevarmeveksler, har vi gavn af små temperaturforskelle og lav pladetykkelse, som normalt ligger mellem 0,3 og 0,6 mm.

Varmeoverførselskoefficienterne (α1 og α2) og tilsmudsningskoefficienten (Rf) er normalt meget små, hvilket forklares med den høje grad af turbulens i mediestrømmen i begge varmevekslerkredsløb. Den samme omstændighed kan forklare høj værdi beregnet varmeoverførselskoefficient (k), som under gunstige forhold kan nå en værdi på 8.000 W/(m 2 x °C).

Ved brug af konventionel skal og rør varmevekslere varmeoverførselskoefficienten (k) vil ikke overstige 2.500 W/(m2 x °C).

Vigtige faktorer for at minimere omkostningerne ved en varmeveksler er to parametre:

1. Tryktab. Jo højere den tilladte tryktabsværdi er, jo mindre størrelser varmeveksler.

2.LMTD. Jo højere temperaturforskellen mellem væskerne i det første og andet kredsløb er, jo mindre er varmevekslerens størrelse.

Tryk- og temperaturgrænser

Prisen for en pladevarmeveksler afhænger af det maksimalt tilladte tryk og temperaturværdier. Grundreglen kan formuleres som følger: Jo lavere den maksimalt tilladte driftstemperatur og trykværdier er, jo lavere er prisen på varmeveksleren.

Forurening og koefficienter

Tolerabel tilsmudsning kan tages i betragtning i beregningen gennem en designmargin (M), det vil sige ved at tilføje en yderligere procentdel af varmeoverførselsfladen eller ved at indføre en tilsmudsningsfaktor (Rf) udtrykt i enheder som (m2 x °C) )/W eller (m2 x h x °C)/kcal.

Forureningskoefficienten ved beregning af en pladevarmeveksler bør antages at være væsentlig lavere end ved beregning af en skal-og-rør-varmeveksler. Det er der to grunde til.

Højereturbulens flow (k) betyder lavere forureningskoefficient.

Designet af pladevarmevekslere giver en meget højere grad af turbulens og derfor en højere termisk virkningsgrad (effektivitet), end det er tilfældet med traditionelle skal-og-rør varmevekslere. Typisk kan varmeoverførselskoefficienten (k) for en pladevarmeveksler (vand/vand) variere fra 6.000 til 7.500 W/(m2 x °C), mens traditionelle skal-og-rør-varmevekslere i samme applikation giver en varmeoverførselskoefficient på kun 2.000–2.500 W/(m2 x °C). En typisk Rf-værdi, der almindeligvis anvendes i beregninger af skal- og rørvarmeveksler, er 1 x 10-4 (m2 x °C)/W. I dette tilfælde giver brug af en k-værdi på 2.000 til 2.500 W/(m 2 x °C) en designmargin (M = kc x Rf) i størrelsesordenen 20–25 %. For at opnå den samme designmarginværdi (M) i en pladevarmeveksler med en varmeoverførselskoefficient i størrelsesordenen 6.000–7.500 W/(m 2 x °C), skal man tage en tilsmudsningsfaktor svarende til kun 0,33 x 10- 4 (m2 x °C)/W.

Forskel i at tilføje estimeret lager

Ved beregning af skal-og-rør-varmevekslere tilføjes designmarginen ved at øge længden af ​​rørene, mens strømningshastigheden af ​​mediet gennem hvert rør opretholdes. Ved beregning af en pladevarmeveksler sikres den samme designmargin ved at tilføje parallelle kanaler eller ved at reducere flowhastigheden i hver kanal. Dette fører til et fald i graden af ​​turbulens i mediets strømning, et fald i effektiviteten af ​​varmeveksling og en stigning i risikoen for forurening af varmevekslerkanalerne. Anvendelse af en for høj tilsmudsningsfaktor kan føre til øgede aflejringer. For en pladevarmeveksler, der arbejder i vand/vand-tilstand, kan en designmargin på 0 til 15 % (afhængig af vandkvalitet) betragtes som ganske tilstrækkelig.

Før de køber en varmeveksler, sammenligner kunderne tilbud fra forskellige leverandører og producenter og sender dem indledende data. Den erfarne virksomhed Astera præsenterer seks egenskaber, der påvirker produktets endelige pris, og som du først skal være opmærksom på, så ønsket om at spare ikke resulterer i dobbeltforbrug.

Omkostningerne til varmevekslere består af tekniske omkostninger og en kommerciel komponent. Denne artikel afslører det første aspekt.

• Tykkelse af varmeoverførselsplader og materiale til deres fremstilling

Pladens tykkelse er det første, du er opmærksom på, når du vælger en varmeveksler. Jo tykkere den er, jo højere er omkostningerne ved udstyret. Dette skyldes to faktorer:

• Mere metalmasse til fremstilling af plader;
• Flere plader til højkvalitets varmeoverførsel gennem vægtykkelsen og opnåelse af den nødvendige effekt.

Den gennemsnitlige pladetykkelse er 0,5 mm. Varmevekslere af store standardstørrelser med DN fra 150 og kræver højt driftstryk er udstyret med 0,6 mm plader. Ved et tryk på 10 kgf/cm² og DU op til 150 er en tykkelse på 0,4 mm acceptabel. Jo tyndere pladerne er, jo kortere er ressourcen varmevekslerudstyr.

Oftest brugt som plademateriale rustfrit stål AISI316 mærke. Nogle producenter erstatter det dog med AISI304-sorten. Det koster mindre, det indeholder mindre nikkel og molybdæn, hvilket betyder, at materialet er mere modtageligt for korrosion. Hvis varmeveksleren drives under ideelle miljøforhold, er dette acceptabelt. Men når det kommer til et varmtvandsforsyningssystem (og der bruges klor), er der risiko for, at udstyret ikke holder længe. For at undgå at komme i problemer, anbefales det omhyggeligt at studere og se, hvilken slags stål pladerne er lavet af.

• Driftstryk

Type, dimensioner og pris på varmeveksleren afhænger af driftstrykket. Jo lavere den er, jo billigere er udstyret. Derfor skal du på forhånd beslutte, hvilken parameter der kræves. Det mindste driftstryk er 6 kgf/cm². Derfor er en sådan enhed den mest overkommelige, fordi den bruger tynde plader og plader.

• Termisk energioverførselskoefficient

Flere data bruges til at beregne varmeoverførselskoefficienten:

• Varmeveksler magt;
• Temperatur delta;
• Værdier af overfladereserve og energiforbrug;
• Tilslutningsdiameter;
• Hastighed for væskebevægelse osv.

Denne indikator beregnes ved hjælp af formlen. Jo højere den er, jo bedre ydeevne varmeveksler. Efterhånden som væskebevægelsens hastighed i kanalerne øges, øges varmeoverførslen. Hastigheden kan øges ved at reducere antallet af kanaler, det vil sige plader.

Ulempen ved en høj væskestrømningshastighed er hurtigere kalkaflejring på væggene. Derfor vil varmeudstyr koste mindre, men driftsomkostningerne vil stige på grund af tilstopning af kanalerne med magnesium- og calciumsalte. Demonteringsrengøring vil være påkrævet fra tid til anden.

Det er effektivt, men dets varmeoverførselskoefficient overstiger i virkeligheden ikke 7000 W/m2 2 K. Derfor, hvis en producent tilbyder udstyr med en koefficient på 10000 W/m2 2 K, så bør dette give anledning til bekymring.

• Overfladereserve til varmeoverførsel

En god varmeveksler bør have 10-15% reserve af varmeveksleroverfladen. Hvis producenten har sat sig som mål at gøre produkter billigere, vil denne parameter nærme sig nul. Ifølge eksperter inden for varmevekslingsudstyr er en nulværdi et bedrag af køberen, for hvis der er en fejl i sådanne indikatorer som belastningsberegning, eller kølevæsken ikke opvarmes til den optimale temperatur, kan enheden simpelthen ikke arbejde. Selv overfladeforurening vil påvirke dens ydeevne negativt.

• Tryktab

Δ p repræsenterer mængden af ​​tryktab eller hoved. Det måles i m.v.s. eller i Pa. Kunden angiver den nødvendige indikator i spørgeskemaet.

Hvis driftsprocessen kræver minimal reduktion eller tryktab under drift, skal varmeveksleren være udstyret med et stort antal plader. Hvis trykændringen ikke har af stor betydning, så kan vi begrænse os til mere kompakt, og derfor billigere, varmevekslerudstyr.

Hvordan påvirker antallet af plader tryktabet? Det er der en ret simpel forklaring på. Jo flere plader, jo flere kanaler mellem pladerne. Der er mindre modstand for en vis mængde væske at passere igennem, og derfor er tryktabet ubetydeligt.

Når du køber udstyr, skal du være forsigtig og sammenligne tryktabsindikatoren med de data, der er angivet i spørgeskemaet. Ellers kan nogle skruppelløse producenter angive lidt forhøjede værdier og gøre udstyret billigere for køberen. Men normalt højt tab tryk er meget uønsket.

• Nominel diameter

Denne indikator kaldes undertiden forbindelsesdiameteren. Det skal bestemmes ved hjælp af en formel. Det afhænger af, hvilke parametre der sættes af den potentielle kunde. Beregningsmetoden bestemmer, om en enkeltcifret DU-indikator er påkrævet, eller som en mulighed er det muligt at bruge en anden størrelse, som afviger i nominel diameter. I sidstnævnte tilfælde, hvis et mindre tværsnit er acceptabelt, stopper de der. En varmeveksler med DN65 er således billigere end udstyr med DN100. Dette skyldes, at jo større tværsnit, jo større er pladen termisk udstyr.

Skal tage højde for næste øjeblik: Når tværsnittet i rør indsnævres, øges væskestrømmens hastighed. Som følge heraf vil trykket falde yderligere. Hvis termisk udstyr skal bruges i længere tid, kan pladen, der støder op til flowsektionen, blive ødelagt.

Konklusion

For kompetent at sammenligne de foreslåede muligheder fra fabrikker, der producerer varmevekslere, anbefaler vi, at du altid husker udstyrets overensstemmelse med de mål, der er sat for det. Nemlig:

• Stål- og pladetykkelse: AISI316 stål med en tykkelse på mindst en halv millimeter er bedre.
• Trykket i pladerne skal opfylde de krævede egenskaber.
• Jo tættere varmeoverførselskoefficienten er på 7000 W/m2 2 K, jo bedre.
• Den optimale overflademargin er 10-15%.
• Tryktabsparameteren afhænger af driftsforholdene og bestemmes af kunden.
• Diameteren på forbindelsen afhænger af opgaverne, men du skal huske på, at jo mindre fjernbetjeningen er, jo mere tryk vil der gå tabt, og jo hurtigere bliver pladerne slidt.

Astera-virksomheden håber, at artiklen vil være nyttig for dig, og baseret på disse seks egenskaber vil du lave rigtige valg varmevekslerudstyr.

Vi beregner koefficienten  1 på varmedampsiden i tilfælde af kondens på et bundt af n lodrette rør med højden H:


= 2,04
= 2,04
= 6765 W/(m 2 K), (10)

her er , , , r de fysiske parametre for kondensatet ved kondensatfilmens temperatur t k, H – højden af ​​varmerørene, m; t – temperaturforskel mellem opvarmningsdampen og rørvæggene (accepteret inden for 3...8 0 C).

Funktionsværdier А t for vand ved dampkondensationstemperatur

Dampkondensationstemperatur tk, 0 C

Rigtigheden af ​​beregningerne vurderes ved at sammenligne den opnåede værdi  1 og dens grænseværdier, som er angivet i stk.

Lad os beregne varmeoverførselskoefficienten α 2 fra rørvæggene til vandet.

For at gøre dette skal du vælge en lighedsligning af formen

Nu = AR m Pr n (11)

Afhængigt af værdien af ​​Re-tallet bestemmes væskestrømningstilstanden, og lighedsligningen vælges.

(12)

Her er n antallet af rør pr. slag;

d int = 0,025 - 20,002 = 0,021 m – rørets indre diameter;

Ved Re > 10 4 har vi et stabilt turbulent regime for vandbevægelse. Derefter:

Nu = 0,023  Re 0,8  Pr 0,43 (13)

Prandtl-tallet karakteriserer forholdet mellem kølevæskens fysiske parametre:

=
= 3,28. (14)

, , , s – densitet, dynamisk viskositet, termisk ledningsevne og varmekapacitet af vand ved t avg.

Nu = 0,023 26581 0,8  3,28 0,43 = 132,8

Nusselt-tallet karakteriserer varmeoverførsel og er relateret til koefficienten  2 ved udtrykket:

Nu =
,  2 = =
= 4130 W/(m 2 K) (15)

Under hensyntagen til værdierne af  1,  2, rørets vægtykkelse  = 0,002 m og dets varmeledningsevne  st, bestemmer vi koefficienten K ved hjælp af formel (2):

=
= 2309 W/(m 2 K)

Vi sammenligner den opnåede værdi af K med grænserne for varmeoverførselskoefficienten, der blev angivet i afsnit 1.

Vi bestemmer varmeoverførselsoverfladearealet ud fra den grundlæggende varmeoverførselsligning ved hjælp af formel (3):

=
= 29 m2.

Igen, ifølge tabel 4, vælg en standard varmeveksler:

varmeveksleroverfladeareal F = 31 m 2,

husdiameter D = 400 mm,

rørdiameter d = 25×2 mm,

antal træk z = 2,

totalt antal rør N = 100,

længde (højde) af rør H = 4 m.

Pladsreserve

(arealreserven skal ligge inden for 5...25%).

4. Mekanisk beregning af varmeveksleren

Ved beregning af indvendigt tryk kontrolleres husets vægtykkelse  k ved hjælp af formlen:

 k =
+ C, (16)

hvor p – damptryk 4·0,098 = 0,39 N/mm 2;

D n – Udvendig diameter hus, mm;

 = 0,9 svejsestyrkekoefficient;

 yderligere = 87…93 N/mm 2 – tilladt spænding for stål;

C = 2...8 mm – stigning for korrosion.

 k =
+ 5 = 6 mm.

Vi accepterer en normaliseret vægtykkelse på 8 mm.

Rørplader er lavet af stålplade. Tykkelsen af ​​stålrørsplader er taget i området 15...35 mm. Den vælges afhængigt af diameteren af ​​de udspændte rør d n og rørstigningen .

Afstanden mellem rørenes akser (rørstigning) τ vælges afhængigt af rørenes ydre diameter d n:

τ = (1,2…1,4) d n, men ikke mindre end τ = d n + 6 mm.

Den normaliserede stigning for rør d n = 25 mm er τ = 32 mm.

 p =
.

Med en given stigning på 32 mm skal tykkelsen af ​​gitteret være mindst

 p =
= 17,1 mm.

Vi accepterer endelig  p = 25 mm.

Ved beregning af flangeforbindelser angives størrelsen af ​​lagbolten. Vi accepterer en M16 stålbolt i en flangeforbindelse til enheder med en diameter D in = 400...2000 mm.

Lad os bestemme den tilladte belastning på 1 bolt ved tilspænding:

q b = (d 1 – c 1) 2 , (17)

hvor d 1 = 14 mm – indvendig diameter af boltgevindet;

med 1 = 2 mm – strukturelt tillæg for bolte lavet af kulstofstål;

 = 90 N/mm 2 – tilladt trækspænding.

q b = (14 – 2) 2  90 = 10174 N.

Kuplenov N.I. Ph.D., Motovitsky S.V. kandidatstuderende
Tula State University

På grund af deres fordele erstatter sammenklappelige pladevandvarmere (PVN) aktivt hjemlige systemer varmeforsyning traditionelle rørformede varmevekslere. Disse varmevekslere giver flere gange højere initial varmeoverførselskoefficient sammenlignet med rørformede, og disse varmevekslere er dog meget mere "følsomme" over for påvirkningen af ​​kalkaflejringer, termisk modstand hvilket reducerer varmeoverførslen kraftigere.

Med et højt indhold af kalkdannende salte og korrosionsprodukter i vand, hvilket er typisk for de fleste regioner i Den Russiske Føderation, bliver vandpumpens designfunktion hurtigt forstyrret, og faldet i varmeoverførselskoefficienten kompenseres af en stigning i varmevæskens temperatur eller dens strømningshastighed. I praksis er det ikke altid muligt, så i langt de fleste tilfælde er skylning nødvendig.

For at kompensere for det gradvise fald i varmeoverførselskoefficienten kræves der en reserve af varmeveksleroverfladen ∆F.

Den indenlandske praksis med at bestille militære varer ved hjælp af spørgeskemaer er lånt fra udenlandsk praksis uden hensyntagen egen erfaring de der. reserven af ​​varmeoverførselsflade er enten fraværende eller udgør 2-10 % af den beregnede rene overflade F 0 .

Fra erfaring med drift af højhastighedsvandvarmere er det kendt, at på grund af den dårlige kvalitet af anti-kalkbehandling af postevand falder varmeoverførselskoefficienten ret hurtigt. Ifølge dataene faldt den med gennemsnitlig vandkvalitet i Moskvas centralvarmestation med 45-50% over 4 måneders drift. Det følger heraf, at ved konstante begyndelsestemperaturer af kølemidlerne kan den nødvendige vandvarmetemperatur kun sikres med en margin på 100 % i forhold til den beregnede værdi af varmevekslerfladen.

En utilstrækkelig ∆F-reserve vil resultere i en kort skylleperiode og behov for hyppig skylning af vandvarmeren; en overvurderet værdi på ∆F vil reducere antallet af skylninger, men samtidig vil startomkostningerne til vandpumpen stige.

Det er kendt, at prisen på pladevandvarmere udgør hovedandelen af ​​udstyrsomkostningerne varmepunkt, samtidig skal omkostningerne vedr kemisk vask, som erfaringen viser, er også væsentlige. Derfor er det økonomisk berettiget at bestemme varmevekslingsoverfladen under hensyntagen til den faktiske intensitet af kalkdannelse og behovet for regelmæssig vask.

Grundlaget for metoden for denne bestemmelse er at sikre en årlig minimumsomkostning til afskrivning af varmeveksleroverfladereserven ∆F og omkostningerne ved regelmæssig skylning af vandvarmeren; denne betingelse er opfyldt af lige omkostninger

hvor er afskrivningskoefficienten for militært udstyr, %/100; , - pris på 1 m 2 varmevekslerflade og vaskeomkostninger, gnid./m 2; - beregnet varmevekslingsoverflade i mangel af skala, m2; , - varighed af mellemskylningsperioden og årlig drift af pumpen, dage.

Ved givne begyndelsestemperaturer og kølevæskestrømningshastigheder vil den nødvendige vmed et fald i varmeoverførselskoefficienten fra den dannede skala sikres ved opfyldelse af betingelsen

(2)

hvor , - varmeoverførselskoefficienter i mangel af skala, og hvornår det vises.

Termisk modstand mod varmeoverførsel

(3)

hvor , er den termiske modstand af varmeoverførsel med en ren overflade og den termiske modstand af skalalaget.

Efter at have substitueret (3) i ligning (2) får vi

(5)

Ved at indsætte (5) i ligning (1a) får vi

Intensiteten af ​​kalkdannelsen bestemmes af vandkvaliteten, temperaturen og vandpumpens hydrauliske driftsforhold. Ved afslutningen af ​​mellemskylningsperioden er modstanden af ​​skalalaget tyk i overensstemmelse med det accepterede matematisk model kan beregnes ved hjælp af ligningen:

hvor , - hastigheden af ​​kalkdannelse og udvaskning; - koefficient for termisk ledningsevne af skala.

Ifølge litteraturdata og gennemførte undersøgelser

hvor , er eksperimentelle konstanter, er koncentrationen af ​​skældannende salte i vand, kg/m 3 ; - forskydningsspænding på skalaens overflade, Pa; - vandtemperatur, ˚С.

Det er praktisk at udtrykke den termiske modstand i formen

hvor er forholdet mellem hastighederne for de opvarmede "kolde" og opvarmende kølemidler; - hastigheden af ​​den kolde kølevæske; - et sæt af mængder, der karakteriserer kølevæskens termofysiske egenskaber og designfunktioner PVN plader; - termisk modstand af pladevæggen.

Ligning (6), efter at have erstattet (7) og (10) i den, i dens højre og venstre del indeholder en ukendt størrelse - varigheden af ​​inter-skylningsperioden - og tillader, givet de indledende data, at bestemme dens passende værdi .

De vigtigste økonomiske faktorer, der bestemmer værdien, er prisen på 1 m 2 varmeveksleroverflade og omkostningerne ved vask, gnid./m 2.

Figur 1 viser resultaterne af beregninger af den økonomisk gennemførlige varighed af mellemskylningsperioden ved en opvarmet kølevæskehastighed ω x = 0,4 m/s, afhængig af de bestemmende værdier.

Fig. 1 Afhængighed af den økonomisk gennemførlige relative værdi af varmeveksleroverfladereserven ∆F/F 0 og varigheden af ​​mellemskylningsperioden τ mpr for en pladevandvarmer til varmtvandsforsyning

Bemærk:

1) Beregningen er udført ved ω x = 0,4 m/s for plader af typen M10-BFG.

2) Indledende data:

C=0,00357 kg/m3; a m = 0,19; λn=1,05 W/(m·˚С); =12,7·10-10; A=13374.

Med en stigning i de specifikke omkostninger til vask af varmevekslerfladen øges den økonomisk gennemførlige mellemskylningsperiode, og de givne afhængigheder gør det muligt at opnå et kvantitativt skøn over varigheden af ​​denne periode.

På den anden side, hvornår høj omkostning varmeveksler, som opstår, når arealet af en enkelt plade falder, værdien af ​​den økonomisk gennemførlige reserve af varmevekslingsoverfladen falder de specifikke værdier af de bestemmende faktorer og værdierne, der er afhængige af dem graferne. Af disse data følger det især, at for at sikre det nødvendige temperaturregime for varmtvandsforsyningen, selv med moderat hårdhed af postevand og månedlig skylning, skal reserven af ​​varmeveksleroverfladen være mindst 60 % i forhold til dens værdi i en skalafri driftstilstand.

Lad os bemærke, at stigningen i hydraulisk modstand af PVN, der ledsager dannelsen af ​​skala, ikke er signifikant ved økonomisk gennemførlige varigheder af mellemskylningsperioden, da gennemstrømningsarealet af mellempladekanalerne i gennemsnit falder med 4-8% .

Litteratur

1. Zhadnov O.V. " Plade varmevekslere- en delikat sag"//"Varmeforsyningsnyt" -2005.,-N 3.-s.39-53.

2. Chernyshev D.V. "Forudsigelse af skaladannelse i pladevandvarmere for at forbedre pålideligheden af ​​deres drift" Afhandling. Ph.D. 23.03. - Tula, 2002. - 199 s.

3. Bazhan P.I., Kanevets G.E., Seliverstov V.M. Håndbog for varmevekslere. -M.: Maskinteknik, 1989.

4. Chistyakov N.N. osv. Forbedring af effektiviteten af ​​varmtvandsforsyningssystemer. M., Stroyizdat, 1988.