Подобрать калориферную установку для нагрева воздуха в объеме V с

Исходные данные по таблице методических указаний.
Последняя цифра шифра
V,м3/ч tВ, 0С
Предпоследняя цифра шифра tнв, 0С Р,кПа
5 8000 14 6 -20 99,3
Поток тепла, Вт необходимый для нагревания воздуха:
,
где V –расход нагреваемого воздуха,м3/ч;
ρ- плотность воздуха, кг/м3;
ср –массовая изобарная теплоемкость воздуха, ср= 1 кДж/(кг·К);
tн - температура наружного воздуха на входе в калорифер, 0С.
tк – температура воздуха после калорифера, 0С.
Плотность воздуха, кг/м3 при расчетных температуре (абсолютной) T и барометрическом давлении В, определяемая по формуле:
Подставим значения в формулу:
Тогда:
Определяем предварительную площадь живого сечения калориферной установки, м2 по воздуху:
,
где (ϑ ρ)p -расчетная массовая скорость воздуха, кг/(с⋅м2); по экономическим соображениям, с целью недопущения перерасхода электроэнергии на привод вентилятора, принимают (ϑ ρ)p =4…12 кг/(м2∙с).
Подставим значения в формулу:
По таблице 1.1 методических указания выбираем калорифер КВС-П №8: площадь поверхности нагрева F=16,92 м2, площади живого сечения по воздуху fp=0,205 м2 и по теплоносителю fтр=0,00116 м2 .Уточняем массовую скорость, кг/м2с:
,
Подставим значения в формулу:
Скорость воды , м/с в трубах калорифера:
,
где ρв – плотность воды, определяется по диаграмме (рис . 1) методических указаний при средней температуре t ср = (tг +tо)/2=95+70/2=82,50С, кг/м3: принимаем равной 970 кг/м3;
св – удельная теплоёмкость воды, равная 4,19 кДж/(кг∙К);
tг и tо – температура воды, на входе в калорифер и выходе из него;
fтр – площадь живого сечения трубок калорифера для прохода теплоносителя, по таблице 1.1.
Находим коэффициент теплопередачи к, Вт/м2К по формуле:
k = А((ϑ ρ)n ωm,
где по таблице 1.2 методических указаний для калориферов КВС-П:А=20,8, n=0,32, m=0,13.
Подставим значения в формулу:
k=20,8∙10,80,32∙0,760,13=20,8∙2,15∙0,96=42,9Вт/м2К
Действительная теплоотдача калорифера, Вт :
Фк = кF(t΄ср - tср ),
где к – коэффициент теплоотдачи, Вт/м2К;
F – площадь поверхности нагрева калорифера, м2;
t΄ср – средняя температура теплоносителя, 0С:
,
0С
tср – средняя температура нагреваемого воздуха, 0С:
,
0С
Подставим полученные значения в формулу:
Фк = 42,9∙16,92(82,5 –(-3) =62062Вт
Выбор калорифера считается правильным, если Фк =(1,15…1,20)Ф