Расчет изменения температуры воздуха по длине контура

 

Принятые допущения:

- режимы течения и теплообмена стационарные;

- фланцы, вентили, задвижки, опоры и другие элементы, приводящие к дополнительным тепловым потерям – не учитываются.

 

Исходные данные.

 

Конструктивные параметры воздуховода:

l=105 м – длина

 

Коэффициенты теплопроводности:

 

Решение:

Зимний период.

1. Изменение температуры воздуха по длине кольцевого канала.

Коэффициент теплопередачи через стенку чехла

 

Температура воздуха на входе чехла

Тогда температура воздуха на выходе из чехла

 

Понижение температуры воздуха по длине кольцевого канала

 

2. Изменение температуры воздуха по длине воздуховода.

2.1 Коэффициент теплопередачи через стенку воздуховода.

Коэффициент теплопередачи на внутренней поверхности.

При физические свойства сухого воздуха на входе в воздуховод:

 

Проходное сечение воздуховода

 

Объемный расход воздуха

 

Скорость воздуха в воздуховоде

 

Число Рейнольдса

 

Число Нуссельта

 

Коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности воздуховода

 

Коэффициент теплообмена на наружной поверхности.

Физические свойства сухого воздуха при : , ,

 

Число Рейнольдса

 

Число Нуссельта

 

Коэффициент теплообмена

 

Коэффициент теплопередачи, отнесенный к внутреннему диаметру

2.2 Температура воздуха на выходе из воздуховода

Изменение температуры зимой по длине воздуховода

 

Суммарное изменение температуры в контуре

На эту температуру следует подогреть воздух в электронагревательной установке.

 

Летний период.

3. Изменение температуры воздуха по длине кольцевого канала.

Коэффициент теплопередачи рассчитывается от наружной поверхности чехла, т.к.

Показатель степени

Температура воздуха на входе чехла . Тогда температура воздуха на выходе из чехла

 

Нагрев воздуха в кольцевом канале

 

4. Воздуховод.

Температура воздуха на входе в воздуховод . Температуры на выходе не известна. Принимаем среднюю температуру равной +20 , при которой физические свойства сухого воздуха имеют значения:

 

Объемный расход воздуха

 

Скорость воздуха в воздуховоде

 

Число Рейнольдса

 

Число Нуссельта

 

Коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности воздуховода

Коэффициент теплообмена на наружной поверхности воздуховода.

Физические свойства сухого воздуха при : , , .

 

Число Рейнольдса:

 

Число Нуссельта

 

Коэффициент теплообмена

 

Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности

 

Температура наружной поверхности воздуховода при А=

где А=0.9 – поглощающая способность наружной поверхности;

Отсюда получаем . Следовательно, расчет нагрева воздуха следует проводить по разности температур

 

Коэффициент теплоотдачи, отнесенный к

 

Показатель

Температура на выходе

 

Нагрев воздуха в воздуховоде

 

Общий нагрев воздуха летом составляет

 

На эту величину следует охлаждать воздух в испарителе-воздухоохладителе.

 

 

Механика жидкости(газа) в системе термостатирования воздуха.

 

Задачей расчета является поиск величины потерь в системе термостатированя и дальнейший подбор вентиляторов для нагревательных и холодильных агрегатов.

 

Схема термостатирования объекта.

 

 

Зимний период.

Исходные данные берем из результатов расчета тепломассопереноса.

 

Исходные данные:

Дано: 1) характеристики воздуховода(данные приведены для 1 рукава)

N=2 – количество рукавов

Диаметр рукавов агрегата

Диаметр рукавов агрегата

 

2) Коэффициенты сопротивления:

коэффициент местного сопротивления поворота трубопровода на 90 градусов

коэффициент местного сопротивления поворота трубопровода на 90 градусов(более плавный поворот)

коэффициент местного сопротивления нагревателя

коэффициент местного сопротивления на выходе из рукавов

количество поворотов трубопровода

количество поворотов трубопровода(более плавных)

Решение:

Перепад давления в системе есть сумма всех местных гидравлических потерь в системе и потерь на трение по длине воздухопровода:

- перепад давления в рукавах агрегата:

 

 

- перепал давления внутри агрегата:

 

Суммарный перепад давления:

 

Выбор вентилятора:

 

 

 

 

Технические характеристики

Вентилятор	Электродвигатель	Параметры в рабочей зоне
Мощность кВт	Частота вращения, об/мин	Производительность,	Полное давление, Па
min	max	min	max
ВР – 80 – 75 – 4	2,2		0,23	0,88

 

 

Летний период.

 

Исходные данные:

Дано: 1) характеристики воздуховода(данные приведены для 1 рукава)

Диаметр трубопровода d=0.3 м

 

2) Коэффициенты сопротивления:

коэффициент местного сопротивления поворота трубопровода на 90 градусов

коэффициент местного сопротивления поворота трубопровода на 90 градусов(более плавный поворот)

коэффициент местного сопротивления охладителя

коэффициент местного сопротивления на выходе из рукавов

количество поворотов трубопровода

количество поворотов трубопровода(более плавных)

 

Решение:

Перепад давления в системе есть сумма всех местных гидравлических потерь в системе и потерь на трение по длине воздухопровода:

 

 

 

Выбор вентилятора:

Q= 1,05 = 3780

 

 

Технические характеристики

Вентилятор	Электродвигатель	Параметры в рабочей зоне
Мощность кВт	Частота вращения, об/мин	Производительность,	Полное давление, Па
min	max	min	max
ВР – 80 -75 – 5	1,1		0,31	0,92

 

Список используемой литературы

 

 

1. Абакумов В.С., Зверев В.А., Ломакин В.В., Люкевич Н.В., Ульяненков А.В., «Строительная механика несущих конструкций и механизмов стартового оборудования: Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Строительная механика установок»». – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 23 с., ил.

 

2. Чугунков В.В., «Конспект лекций по курсу «Тепломассоперенос в наземном оборудовании»», 2011г.

 

3. Чугунков В.В., «Теплопередача при сложном теплообмене на поверхностях конструкций: Методические указания к выполнению домашних заданий по курсу «Теплофизика»». – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 28 с., ил.

 

4. Хлыбов В.Ф. «Системы термостатирования» - Типография ВА РВСН им. Петра Великого, 2005 г.

 

 

5. Предыдущие проекты кафедры, затрагивающие данную тематику

 

6. Материалы сети Internet