Другие предметы \ Теплоснабжение и тепловое хозяйство

Расчет нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение шахты «Березовская», страница 2

где – производительность вентилятора, м³/с; – плотность теплого воздуха на выходе из КУ, = 1,291 кг/м³; – удельная средняя массовая изобарная теплоёмкость воздуха,
= 1005 кДж/(кг·К); – начальная и конечная температуры нагреваемого воздуха соответственно, ºС.

=208,6·1,291·1005·(10+55) = 17,59 МВт.

2. Согласно [1] допустимая массовая скорость прохождения воздуха через КУ принимается в интервале (3-5) кг/(м²·с). Принимаем в пределах допустимой = 4,0 кг/(м²·с).

3. Для обеспечения прохождения воздуха через калориферные секции с принятой массовой скоростью 4,0 м/с в установке должно быть секций:

секций.

Увеличиваем на 20% количество секций, в итоге получаем N = 120 секций.

4. Для дальнейшего расчета принимаем схему компоновки калориферных секций (рис. 1).

Рис. 1. Схема компоновки калориферных секций стояками в установке: 1, 2, 3, 4 – калориферные секции последовательно
соединенные в стояк, m = 4; Ι, ΙΙ, … n – стояки, параллельно
присоединённые к теплосети Т₁-Т₂

По схеме рис. 1 = 4 секции, последовательно соединённые в стояке. Стояки () подключаются на теплосеть параллельно. Следовательно, согласно аэродинамике в установке будет всего 120 секций и:

стояков.

5. Для исключения замораживания КУ в аварийных ситуациях и повышения эффективности работы принимаем двухконтурную систему теплоснабжения с промежуточным теплоносителем – антифризом (рис. 2).

Рис. 2. Схема двухконтурной системы теплоснабжения
калориферной установки

Поскольку у двухконтурной КУ исключена опасность замораживания – появляется возможность подбирать наиболее выгодный температурный режим работы, при котором устанавливается наивысший теплосъём с антифриза, проходящего через калориферные секции.

Согласно [2] температуры греющего антифриза определяем методом подбора из выражения:

, (1)

где – средняя массовая изобарная теплоёмкость теплоносителя (антифриза), = 3,45 кДж/(кг×К); – плотность теплоносителя (антифриза), = 1060 кг/м³; А, b, а– коэффициент и показатели степеней в выражении расчёта коэффициента теплопередачи k, соответственно А =15,96, b = 0,51, а = 0,17; – температурный напор между теплоносителем и воздухом на поверхности теплообменной трубки калорифера; – разность температур греющего теплоносителя (антифриз).

Общая противоточная схема теплообмена на секциях представлена на рис. 3.

антифриз

воздух

Рис. 3. Общая противоточная схема теплообмена на секциях

По схеме теплообмена (рис. 3) определяем разность температур и получим меньший () и больший () перепады:

Для расчётных условий отношение (1) будет равно:

Изменяя температуры антифриза, подбираем такие значения и , при которых отношение будет равно 26,93.

В конечном итоге находим искомые температуры, которые равны:

= +50 ºС; = +8 ºС;

= 50 – 8 = 42ºС.

Температурный напор при = –55 ºС, = +10 ºС будет равен:

= 50 – 10 = 40 ºС;

= 8 – (– 55) = 63 ºС;

ºС.

Отношение будет равно:

Полученная величина 26,8, с достаточной для инженерных расчетов степенью точности, близка требуемой 26,93 (погрешность менее 1 %). Окончательно принимаем температуры антифриза:

= + 50 ºС, = + 8 ºС.

Определяем число секций в КУ по теплосъёму.

Расход антифриза через КУ:

м³/с.