7 лестниц 
Теплоотдача при свободной конвекции в трубах и каналах
Теплообмен при свободном движении жидкости (или газа) происходит вследствие разности плотностей нагретых и холодных ее слоев. Интенсивность теплоотдачи жидкости в трубах и каналах при свободной конвекции существенно зависит от их положения в пространстве относительно силы тяжести.
Теплоотдача при свободной конвекции имеет различный характер в случаях свободного течения в неограниченном пространстве и теплообмена в ограниченном объеме (в узкой трубе или канале).
Свободная конвекция в неограниченном пространстве
Конвекция в неограниченном пространстве протекает, например при охлаждении трубопровода центрального отопления, расположенного на улице в безветренную погоду, вблизи от которого отсутствуют препятствия для движения воздушных потоков.
Горизонтальный канал или труба. Интенсивность теплоотдачи при свободной конвекции зависит от величины комплекса GrPr. При значении GrPr от 103 до 109 критериальное уравнение, описывающее среднюю теплоотдачу от поверхности горизонтальных труб и каналов, имеет вид:
В качестве определяющего размера принимается наружный диаметр d канала или трубы.
Вертикальный канал (труба, пластина). Для вертикальных труб и каналов при значении GrPr от 103 до 109 критериальное уравнение, описывающее среднюю теплоотдачу, имеет вид:
При GrPr>109:
Примечание: В приведенных критериальных уравнениях теплообмена свойства жидкости, входящие в числа Gr и Pr, определяются при температуре окружающей среды. Число Прандтля с индексом «с» Prс берется для жидкости при температуре стенки. В качестве определяющего размера принимается длина L (высота) вертикально стоящей трубы или канала.
Свободная конвекция в ограниченном объеме
Теплообмен жидкости в ограниченном объеме при свободной конвекции характеризуется совместным протеканием процессов нагрева и охлаждения соседних слоев жидкости (или газа). Эти процессы сопровождаются сложным течением нисходящих и восходящих потоков, зависящих от рода жидкости, разницы температуры, формы канала и его геометрических размеров.
Для упрощения расчета таких сложных процессов конвективного теплообмена принято рассматривать их, как явление теплопроводности в щели толщиной δ с учетом понятия эквивалентного коэффициента теплопроводности λэк.
Эквивалентный коэффициент теплопроводности определяется по формуле:
Q — количество переданного тепла, Вт; δ — толщина слоя жидкости (или газа), м; F — площадь теплоотдающей поверхности, м2; Δt=tc1-tc2 — температурный напор между нагретой и холодной стенками, °С.
Отношение эквивалентного коэффициента теплопроводности λэк к величине теплопроводности окружающей жидкости при средней температуре называется коэффициентом конвекции εк, который определяется значением комплекса GrPr.
При малых значениях комплекса GrPr коэффициент конвекции εк=1, то есть теплоотдача просходит только за счет теплопроводности среды (λэк=λ).
В случае 1036:
При 10610:
Примечание: Числа подобия Gr и Pr рассчитываются при средней температуре жидкости (или газа), равной tж=0,5(tc1+tc2). В качестве определяющего размера принимается δ — толщина слоя жидкости.
Расчет теплоотдачи при свободной конвекции
Пример расчета. Рассчитаем потери тепла естественной конвекцией от горизонтального трубопровода центрального отопления, находящегося на открытом воздухе. Диаметр трубопровода d=0,15 м, длина L=5 м, средняя температура наружной стенки tс=80°С. Температура окружающего воздуха tж=20°С.
1. Определим физические свойства воздуха при температуре 20°С:
- Теплопроводность воздуха λж= 0,0259 Вт/(м·град);
- Кинематическая вязкость воздуха νж=15,06·10-6, м2/с;
- Число Прандтля при температуре жидкости Prж=0,703;
- Число Прандтля при температуре стенки Prс=0,69;
- Коэффициент объемного расширения βж=1/(273+20)=0,00341 град-1.
2. Вычислим число Грасгофа Gr по формуле:
Получаем:
3. Определим значение комплекса GrPr:
Этому значению комплекса соответствует следующее критериальное уравнение теплообмена при свободной конвекции в случае горизонтальной трубы:
4. Вычислим значение числа Нуссельта Nu:
5. Рассчитаем коэффициент теплоотдачи от трубы α по формуле:
Получаем:
6. Определим потери тепла с боковой поверхности трубопровода по формуле:
Подставляя численные значения, окончательно получаем потерю тепла:
Таким образом, только путем естественной (свободной) конвекции рассмотренный трубопровод отопления отдает воздуху 1681 Вт тепла.
- Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.
- Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. Учебник для вузов — М.: «Энергия», 1975.
Другие факторы
Загрязнение
Загрязнение поверхности материала стенки может представлять собой дополнительный барьер для теплопередачи. Эта проблема возникает по многим причинам: как из-за нагревательной среды, так и из-за продукта. Другими факторами могут стать отложения частиц на источнике нагрева и чрезмерно высокая или низкая температура продукта.
Например, давление пара иногда повышают для того, чтобы при его помощи протолкнуть конденсат через выпускной регулирующий клапан на уровне бака. Однако с увеличением давления внутри теплообменника температура пара также возрастает, и это избыточное тепло может вызвать повышенное загрязнение продукта. И наоборот, если конденсат накапливается в оборудовании, загрязнение может быть вызвано частицами, попавшими на источник нагрева именно с ним. А загрязнение продукта может быть спровоцировано более низкими температурами, из-за которых он прилипает к поверхности при несоблюдении требуемого уровня вязкости.
Загрязнение можно добавить к данному уравнению, включив сюда отношение толщины его слоя (LF) к его проводимости (λF) как и в нашем примере со стеклоэмалью. Как правило, фактор загрязнения учитывается для теплообменников, которые уже были в эксплуатации. Обычно, расчеты, где сравнивается снижение показателей величины U, используются для новых и уже находящихся в эксплуатации теплообменников.
| Как читать таблицы водяного пара | Что такое конденсатоотводчик? |
Также на TLV.com
- Конденсатоотводчики со свободным поплавком для технологических процессов
- Учебные семинары по пароконденсатным системам
- Инженерный калькулятор
- Паровой бюллетень: Архив – Новостная рассылка
Теплопроводность материалов
Ярко выраженной способностью проводить тепло обладают металлы. Для полимеров свойственна невысокая теплопроводность, а некоторые из них практически не проводят тепло, например, стекловолокно, такие материалы называются теплоизоляторами. Чтобы существовал тот или иной поток тепла через пространство, необходимо наличие некоторой субстанции в этом пространстве, поэтому в открытом космосе (пустое пространство) теплопроводность равна нулю.
Каждый гомогенный (однородный) материал характеризуется коэффициентом теплопроводности (обозначается греческой буквой лямбда), то есть величиной, которая определяет, сколько тепла нужно передать через площадь 1 м², чтобы за одну секунду, пройдя через толщу материала в один метр, температура на его концах изменилась на 1 К. Это свойство присуще каждому материалу и изменяется в зависимости от его температуры, поэтому этот коэффициент измеряют, как правило, при комнатной температуре (300 К) для сравнения характеристики разных веществ.
Если материал является неоднородным, например, железобетон, тогда вводят понятие полезного коэффициента теплопроводности, который измеряется согласно коэффициентам однородных веществ, составляющих этот материал.
В таблице ниже приведены коэффициенты теплопроводности некоторых металлов и сплавов во Вт/(м*К) для температуры 300 К (27 °C):
- сталь 47—58;
- алюминий 237;
- медь 372,1—385,2;
- бронза 116—186;
- цинк 106—140;
- титан 21,9;
- олово 64,0;
- свинец 35,0;
- железо 80,2;
- латунь 81—116;
- золото 308,2;
- серебро 406,1—418,7.
В следующей таблице приведены данные для неметаллических твердых веществ:
- стекловолокно 0,03—0,07;
- стекло 0,6—1,0;
- асбест 0,04;
- дерево 0,13;
- парафин 0,21;
- кирпич 0,80;
- алмаз 2300.
Из рассматриваемых данных видно, что теплопроводность металлов намного превышает таковую для неметаллов. Исключение составляет алмаз, который обладает коэффициентом теплопередачи в пять раз больше, чем медь. Это свойство алмаза связано с сильными ковалентными связями между атомами углерода, которые образуют его кристаллическую решетку. Именно благодаря этому свойству человек чувствует холод при прикосновении к алмазу губами. Свойство алмаза хорошо переносить тепловую энергию используется в микроэлектронике для отвода тепла из микросхем. А также это свойство используется в специальных приборах, позволяющих отличить настоящий алмаз от подделки.
В некоторых индустриальных процессах стараются увеличить способность передачи тепла, чего достигают либо за счет хороших проводников, либо за счет увеличения площади контакта между составляющими конструкции. Примерами таких конструкций являются теплообменники и рассеиватели тепла. В других же случаях, наоборот, стараются уменьшить теплопроводность, чего достигают за счет использования теплоизоляторов, пустот в конструкциях и снижения площади контакта элементов.
Удельная теплоемкость воздуха при температуре от -50 до 1200°С
Представлена таблица удельной теплоемкости воздуха при различных температурах. Теплоемкость в таблице дана при постоянном давлении (изобарная теплоемкость воздуха) в интервале температуры от минус 50 до 1200°С для воздуха в сухом состоянии. Чему равна удельная теплоемкость воздуха? Величина удельной теплоемкости определяет количество тепла, которое необходимо подвести к одному килограмму воздуха при постоянном давлении для увеличения его температуры на 1 градус. Например, при 20°С для нагревания 1 кг этого газа на 1°С в изобарном процессе, требуется подвести 1005 Дж тепла.
Удельная теплоемкость воздуха увеличивается с ростом его температуры. Однако, зависимость массовой теплоемкости воздуха от температуры не линейная. В интервале от -50 до 120°С ее величина практически не меняется — в этих условиях средняя теплоемкость воздуха равна 1010 Дж/(кг·град). По данным таблицы видно, что значительное влияние температура начинает оказывать со значения 130°С. Однако, температура воздуха влияет на его удельную теплоемкость намного слабее, чем на вязкость. Так, при нагреве с 0 до 1200°С теплоемкость воздуха увеличивается лишь в 1,2 раза – с 1005 до 1210 Дж/(кг·град).
Следует отметить, что теплоемкость влажного воздуха выше, чем сухого. Если сравнить теплоемкость воды и воздуха, то очевидно, что вода обладает более высоким ее значением и содержание воды в воздухе приводит к увеличению удельной теплоемкости.
| t, °С | Cp, Дж/(кг·град) | t, °С | Cp, Дж/(кг·град) | t, °С | Cp, Дж/(кг·град) | t, °С | Cp, Дж/(кг·град) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -50 | 1013 | 20 | 1005 | 150 | 1015 | 600 | 1114 |
| -45 | 1013 | 30 | 1005 | 160 | 1017 | 650 | 1125 |
| -40 | 1013 | 40 | 1005 | 170 | 1020 | 700 | 1135 |
| -35 | 1013 | 50 | 1005 | 180 | 1022 | 750 | 1146 |
| -30 | 1013 | 60 | 1005 | 190 | 1024 | 800 | 1156 |
| -25 | 1011 | 70 | 1009 | 200 | 1026 | 850 | 1164 |
| -20 | 1009 | 80 | 1009 | 250 | 1037 | 900 | 1172 |
| -15 | 1009 | 90 | 1009 | 300 | 1047 | 950 | 1179 |
| -10 | 1009 | 100 | 1009 | 350 | 1058 | 1000 | 1185 |
| -5 | 1007 | 110 | 1009 | 400 | 1068 | 1050 | 1191 |
| 1005 | 120 | 1009 | 450 | 1081 | 1100 | 1197 | |
| 10 | 1005 | 130 | 1011 | 500 | 1093 | 1150 | 1204 |
| 15 | 1005 | 140 | 1013 | 550 | 1104 | 1200 | 1210 |
Теплопоступления от технологического оборудования cтоловой.
где: КО — коэффициент одновременности работы теплового оборудования;
для столовых КО — 0,8
для ресторанов и кафе КО — 0,7NМ — мощность установленного модулированного технологического оборудования, кВт.
Характеристика теплового оборудования предприятия общественного питания.
| Тепловое оборудование | Габариты оборудования | Установочная мощность единицы оборудования, кВт | Коэффициент загрузки оборудования КЗ |
|---|---|---|---|
| Секционное модулированное оборудование | |||
| Плиты: ПЭСМ – 4ш | 840 x 840 x 860 | 18 | 0,65 |
| ПЭСМ – 2к | 420 x 840 x 860 | 3,8 | 0,65 |
| Сковороды: | |||
| СЭСМ – 0.5 | 1470 x 840 x 860 | 13 | 0,65 |
| СЭСМ – 0.2 | |||
| Фритюрница ФЭСМ – 2 | |||
| Котел КПЭСМ – 2 | 420 x 840 x 860 | 7,5 | 0,65 |
| Шкаф ШЖЭСМ – 2 | 1050 x 840 x 860 840 x 800 x 1500 |
8,6 3,8 |
0,30 0,65 |
NН — установленная электрическая мощность не модулированного технологического оборудования, кВт;
| Тепловое оборудование | Габариты оборудования | Установочная мощность единицы оборудования, кВт | Коэффициент загрузки оборудования КЗ |
|---|---|---|---|
| Не модулированное оборудования | |||
| Варочный котел емкость, л: | |||
| 40 | — | 5 | 0,3 |
| 60 | 6,8 | 0,3 | |
| 125 | — | 8,5 | 0,3 |
| Кипятильник емкость, л: | |||
| 200 | — | 10 | 0,3 |
| 100 | — | 8,3 | 0,3 |
| 25 | — | 3,3 | 0,3 |
NР – установочная мощность электрического оборудования в раздаточном проеме, кВт;
| Тепловое оборудование | Габариты оборудования | Установочная мощность единицы оборудования, кВт | Коэффициент загрузки оборудования КЗ |
|---|---|---|---|
| Оборудование, расположенное в раздаточном проеме | |||
| Тепловая стойка СРТЭСМ | 1470 x 840 x 860 | 2,0 | 0,50 |
| Мармит МЭСМ-50 | 840 x 840 x 860 | 4,0 | 0,50 |
КЗ – коэффициент загрузки оборудования (см. таблицу);К1 – коэффициент эффективности приточно-вытяжных локализирующих устройств для модулированного оборудования – 0,75;К2 – коэффициент эффективности локализирующих устройств для немодулированного оборудования:
для приточно-вытяжных локализирующих устройств – 0,75;
для завес – 0,45.
Калориферы КПСк. Коэффициент теплопередачи калориферов КПСк
Коэффициент теплопередачи паровых калориферов КПСк есть показатель интенсивности теплового потока от одного теплоносителя другому, через ограждающую их, поверхность стенки нагревательного элемента. Условно, составляющее теплового потока можно разделить на три фазы. Первая фаза – передача тепла от первичного теплоносителя (сухого насыщенного пара) стенке нагревательной трубки, вторая – прогрев самой стенки и алюминиевого оребрения, третья фаза – передача тепла от стенки вторичному теплоносителю (воздуху). Увеличению коэффициента теплопередачи калориферов паровых КП-Ск способствует ряд факторов: развитое алюминиевое оребрение нагревательных элементов, шахматное расположение трубного пучка, большое теплосодержание насыщенного пара, отдаваемое им при конденсации.
Коэффициент теплоотдачи теплообменников типа КПСк можно узнать двумя способами. Первый способ – по формуле, используя эмпирические зависимости данных паровых воздухонагревателей; второй способ – по таблице, используя уже подсчитанные значения каждой модели, в широком диапазоне скорости в фронтальном сечении.Массовая скорость в фронтальном сечении принимается для калориферов КП-Ск в пределах 3.5 – 5.5 кг/м2•с, допустимый диапазон от 3 до 8 кг/м2•с. Чем выше показатель скорости, тем больше значение коэффициента теплопередачи и аэродинамическое сопротивление паровых теплообменников.
v – принятая массовая скорость воздуха, кг/м2•сL – длина теплоотдающего элемента принятого воздухонагревателя(в свету) , м – (принимается по таблице)B, n, r – значение модуля и степеней из таблицы
|
Числовые значения в формулах для расчета коэффициента теплопередачи паровых калориферов КПСк |
|||
|
Наименование модели теплообменников |
B |
n |
r |
|
КСк2 (двухрядные по ходу воздуха) |
34.3 |
0.357 |
-0.072 |
|
КСк3 (трехрядные по ходу воздуха) |
30.3 |
0.405 |
-0.066 |
|
КСк4 (четырехрядные по ходу воздуха) |
26.1 |
0.476 |
-0.036 |
Способ 1. Подсчитать коэффициент теплопередачи парового калорифера КПСк 3-11 при массовой скорости в фронтальном сечении 4.4 кг/м2•с.
4.4– принятая массовая скорость воздуха, кг/м2•с1.658 – длина теплоотдающего элементавоздухонагревателя КПСк 3-11 (в свету) , м – (принимается по таблице)30.3, 0.405, -0.066 – значение модуля и степеней из таблицыНиже представлены таблицы с данными по паровым калориферам КПСк2, КПСк3 и КПСк4. Выложены также показатели по аэродинамическому сопротивлению всех моделей.
Полный пошаговый расчет и подбор паровых калориферов. Нахождение тепловой мощности, расхода пара, подбор теплообменникаКалориферы КПСк. Теплотехнические характеристики, производство. Представлены таблицы с данными по всей линейке воздухоподогревателей этого типа.
Способ 2. Рассчитать коэффициент теплопередачи парового воздухоподогревателя КПСк 4-10 с учетом массовой скорости набегающем потоке 5.2 кг/м2•с.По таблице коэффициентов теплопередачи находим теплообменник типа КПСк 4-10. На линии расположения показателей значения теплоотдачи, останавливаемся на пересечении нужной нам скорости. Есть данные при скорости 5.0 кг/м2•с – 55.86 Вт/(м2•°C) и 5.5 кг/м2•с – 58.45 Вт/(м2•°C). Решение: (58.45-55.86)/5х2 = 1.036 1.036+55.86=56.90 – полученное значение коэффициента при скорости 5.2 кг/м2•с.
Контакты для связи: электронная почта: [email protected] телефон / факс +7(3846)682324 (пн – пт 9:00-17:00) По всем техническим вопросам вы можете обратиться помоб. телефону 8-961-737-83-14 ( без выходных ) Киляков Вадим АнатольевичЮридический адрес нашего предприятия : г. Новосибирск, ул. Титова, 21Почтовый адрес: Кемеровская область, г. Киселевск, ул. Юргинская,1ЗАО (с 16.01.2015 ООО) Т.С.Т. -производство промышленного отопительного и теплообменного оборудования
Главная | Продукция | Каталог | Калориферы | Отопительные агрегаты | Расчет онлайн | Контакты/Прайс | Главная Карта Сайта
Хромомолибденовые стали
Хромомолибденовые стали по сравнению с другими типами имеют относительно невысокие значения ТКЛР. Коэффициенты линейного расширения стали этого типа имеют величину 9,7…15,5·10-6 град-1 при температурах до 1000°С.
| Марка стали | Температура, °С | ТКЛР·106 1/град |
|---|---|---|
| Сталь 12ХМ, 12МХ | 100…200…300…400…500…600…700 | 11,2…12,5…12,7…12,9…13,2…13,5…13,8 |
| Сталь 15ХМ | 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 | 12,2…13…13,3…13,7…14…14,3…14,5…13,4…11,2…12,5 |
| Сталь 15М, 16М, 20М | 100…200…300…400…500…600 | 12…12,6…13,2…13,7…14,2…14,7 |
| Сталь 20ХМ | 100…200…300…400…500…600 | 11,8…12,5…13…13,6…14…14,3 |
| 1Х2М | 100…200…300…400…500…600 | 12,1…12,3…12,8…13,2…13,8…14 |
| 1Х13М2С1 | 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 | 10,2…10,8…11,3…11,7…12…12,4…12,6…13…13…13,6 |
| 1Х13М2ФБР | 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 | 9,7…10,6…11,5…11,6…11,8…12,2…12,2…12,6…12,4…12,6 |
| 10Х7МВФБР | 100…200…300…400…500…600…700 | 10,3…11,6…12,4…12,8…13,3…13,6…13,4 |
| 12Х12МВФБ | 100…200…300…400…500…600…700…800…900 | 10,3…11,6…11,6…11,6…13,9…12,7…15…10,5…13,9 |
| 12Х12МВФБР | 100…200…300…400…500…600…700…800…900 | 11,2…11,2…11,4…11,8…12…12,2…12,2…12,7…11,6 |
| 12Х13М2С2 | 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 | 10,5…11,2…12…12,3…12,5…12,8…13…13,5…14,1…13,9 |
| 12Х1МФ | 100…200…300…400…500…600…700…800…900 | 12,4…13…13,6…14…14,4…14,7…14,9…14,8…12 |
| 12Х2МБ, 1Х2МФБ | 100…200…300…400…500…600 | 12,3…12,4…12,6…12,6…13,3…13,5 |
| 12Х2МФСР | 100…200…300…400…500…600…700…800…900 | 11,9…12,9…13,6…14…14,4…14,8…15,2…15,5…12,4 |
| 15Х11МФ | 100…200…300…400…500…600…700…800 | 10,3…10,6…10,8…11,3…11,7…12…12,2…12,4 |
| 15Х1М1Ф | 100…200…300…400…500…600 | 11,2…11,7…12,5…13…13,5…13,7 |
| 15Х1М1ФК1Р | 100…200…300…400…500…600…700 | 12,1…12,5…13,1…13,8…14,6…14,9…14,6 |
| 15Х2М2ФБС | 100…200…300…400…500…600…700…800…900 | 11,5…12,3…12,9…13,4…13,8…14,3…14,6…14,9…13 |
| 15Х5М | 100…200…300…400…500…600 | 11,3…11,6…11,9…12,2…12,3…12,5 |
| 18Х11МФБ | 100…200…300…400…500…600…700…800 | 10,3…10,6…10,8…11,3…11,7…11,8…12…12,4 |
| 20Х1М1Ф | 100…200…300…400…500…600…700…800…900 | 12…12,4…12,9…13,2…13,5…13,8…13,9…14,3…12,7 |
| 20Х1М1Ф1ТР | 200…300…400…500…600 | 12…12,3…12,9…13…13,6 |
| 20ХМЛ | 100…200…300…400…500…600 | 10,9…12,4…12,8…13,1…13,6…13,9 |
| 20ХМФЛ | 100…200…300…400…500…600 | 10…11,9…12,9…13,1…13,5…13,8 |
| 25Х1М1Ф | 100…200…300…400…500…600…700 | 10,9…12…12,7…13,7…13,7…13,8…14 |
| 25Х1МФ | 100…200…300…400…500…600 | 11,3…11,7…12,8…13,2…14,2…14,4 |
| 25Х2М1Ф | 100…200…300…400…500…600 | 12,5…12,9…13,3…13,7…14…14,7 |
| 30ХМ, 30ХМА | 100…200…300…400…500 | 11,6…12,5…13,2…13,8…14,3 |
| 34ХМ, 35ХМ | 100…200…300…400…500…600 | 12,3…12,6…13,3…13,9…14,3…14,6 |
| 35ХМФА | 100…200…300…400…500…600…700 | 11,8…12,5…12,7…13…13,4…13,7…14 |
| 38ХМЮА | 100…200…300…400…500…600 | 12,3…13,1…13,3…13,5…13,5…13,8 |
| Х3МВФБ | 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 | 10,6…11,5…12,3…12,7…13,1…13,3…13,4…13,1…11,5…10,4 |
Теплопоступления от людей.
Они поступают в окружающую среду в виде явной и скрытой теплоты. Явное тепло отдаётся окружающей среде в результате конвективного и лучистого теплообмена. Скрытое тепло – представляет теплосодержание водяных паров, испаряющихся с поверхности тела и лёгких человека.
Полное количество, выделяемой человеком теплоты зависит, в основном, от степени тяжести выполняемой работы и в меньшей мере от температуры помещения и теплозащитных свойств одежды. С повышением интенсивности работы и температуры окружающего воздуха увеличивается доля тепла, передаваемого в виде скрытого тепла испарения. При температуре воздуха 34°С всё тепло, выработанное организмом, отдаётся путём испарения.
Показатели тепловыделений человека во внешнюю среду даны в таблице, приведённой далее.
В этой связи можно высказать несколько замечаний:
- вне зависимости от вида деятельности общее количество выделяемой телом тепловой энергии при низких температурах окружающей среды выше, чем при высоких температурах;
- при низких температурах окружающей среды значение явного (ощутимого) тепла значительно выше показателей скрытого тепла, и наоборот, при высоких температурах преобладает выделение скрытого тепла;
- при температурах, соответствующих комфортному состоянию (22 ± 2°С), при сидячем роде занятий, общее количество выделяемого тепла распределяется приблизительно в следующей пропорции:
60 — 65% явного тепла и 40 — 35% скрытого тепла.
С повышением физических нагрузок начинает преобладать выделение скрытого тепла.
Показатели выделения тепла человеком при различных температурах окружающей среды приведены на нижеследующем графике.
При расчёте поступления тепла от людей нужно принимать во внимание тот факт, что не всегда количество людей, заявленное в исходных данных, будет соответствовать одновременному их присутствию в данном помещении. Этот факт обосновывает применение коэффициента одновременности присутствия
Чтобы выполнить расчёт, соответствующий реальности, этот коэффициент принимают обычно в пределах от 0,9 до 0,95. В других случаях, например в гостиницах, ресторанах и т.п., такой коэффициент должен быть установлен на основании Технического задания Заказчика.
Количество тепла, выделяемое одним человеком, определяется исходя из следующих выражений:
количество явного тепла
количество полного тепла
Количество тепла и влаги, выделяемое взрослыми мужчинами
| Показатели | Количество тепла, Вт, и влаги, г/ч, выделяемых мужчинами при температуре воздуха в помещении, °С | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | |
| В состоянии покоя | ||||||
| Тепло: | ||||||
| явное | 140 | 120 | 90 | 60 | 40 | 10 |
| полное | 165 | 145 | 120 | 95 | 95 | 95 |
| Влага | 30 | 30 | 40 | 50 | 75 | 115 |
| При легкой работе | ||||||
| Тепло: | ||||||
| явное | 150 | 120 | 100 | 65 | 40 | 5 |
| полное | 180 | 160 | 150 | 145 | 145 | 145 |
| Влага | 40 | 55 | 75 | 115 | 150 | 200 |
| При работе средней тяжести | ||||||
| Тепло: | ||||||
| явное | 200 | 165 | 130 | 95 | 50 | 10 |
| полное | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 |
| Влага | 135 | 185 | 240 | 295 | 355 | 415 |
Примечание. Женщины выделяют 85% , а дети 75% тепла и влаги по сравнению с мужчинами.
Категории работ от вида деятельности.
| Категории работ | Энергозатраты, Вт | Виды работ |
|---|---|---|
| Легкие (категория I) IаIб |
Не более 174 Не более 139 До 174 |
Производимые сидя, и сопровож- дающиеся незначительными физическими напряжениями. Производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением |
| Средней тяжести(категория II) IIа IIб |
175-290 175-232 233-290 |
Связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких ( до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требуют определенного физического напряжения. Связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей ( до 10 кг) и сопровождаются умеренным напряжением. |
| Тяжелые (категория III) | Более 290 | Связанные с постоянным пере- движением, перемещением и перенос- кой значительных ( свыше 10 кг) тяжести и требующие больших физических усилий. |
1. Категория работ — разграничение работ по тяжести на основе энергозатрат организма.
2. Под рабочей зоной следует принимать пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола, или площадку, на которой находятся места постоянного или непостоянного (временного) пребывания людей.
Виды отопительных регистров
Стальные отопительные регистры представляют собой водогазопроводные или электросварные трубы, которые с помощью сварки соединяются в приборы для обогрева помещений. Они могут быть разной конфигурации. В соответствии с формой приборов выделяют следующие разновидности:
- Змеевиковые;
- Секционные.
На рисунке показаны некоторые варианты их конструктивного исполнения.
Секционные в свою очередь подразделяются на виды в зависимости от способа соединения: ниткой или колонкой. В первом случае нагретая жидкость проходит последовательно по каждой трубе, двигаясь по прибору, как в змеевике. Во втором – теплоноситель входит в каждую последующую трубу с двух сторон параллельно, как показано на рисунке выше.
Иногда применяют аналогичные конструкции из металлического профиля прямоугольного или квадратного сечения. Они несколько дороже круглых, но могут быть удобны для самостоятельного изготовления при наличии исходного материала.
Несмотря на непривлекательный внешний вид, стальные регистры довольно популярны в помещениях технического назначения. Их часто можно встретить в гаражах, мастерских, производственных цехах, а иногда и в общественных зданиях. Некоторые домовладельцы отдают предпочтение именно регистрам из труб из-за относительной дешевизны изделия и возможности изготовления своими руками прибора нужной длины и формы.
По способности отдавать тепло такие приборы несколько уступают радиаторам аналогичной длины, но при этом имеют меньшую стоимость. Важным преимуществом гладкотрубных регистров является простота в уходе за ними. Именно удобство регулярного очищения обуславливает их частое применение в медицинских учреждениях.
Для увеличения теплоотдачи стальной трубы используют оребрение из пластин. Они существенно увеличивают площадь контакта с окружающим воздухом, к тому же улучшают конвекцию. Эффективность таких отопительных приборов примерно раза в 3 выше, чем гладкотрубных. Недостаток только в сложности удаления пыли, которая скапливается между пластинами.
Существуют и более сложные современные конструкции вертикальных регистров. Они могут быть как прямыми, так и дугообразными в плане, повторяя очертания самых сложных архитектурных форм. Возможны варианты расположения колонок в один или два ряда. Такие регистры очень удобны для больших высоких помещений и дают свободу смелым дизайнерским решениям.
Теплопоступления от электрических печей.
Эти теплопоступления рассчитывают как долю от установочной электрической мощности Nуст., указываемой в каталоге (иногда эту величину называют «мощность холостого хода»).
Максимальные теплопоступления имеют место от прогретой, находящейся в режиме стационарной теплопередачи, печи. В этот период электрическая мощность будет расходоваться на восполнение тепловых потерь печи и, именно её назвали мощностью холостого хода.
Для определения тепловыделений в помещение от электрических печей существует несколько способов:
по мощности холостого хода Nxx, кВт
Qэлектрических печей = 1000 Nx.x., Вт;
по доле П% от номинальной электрической мощности печи, расходуемой на тепловые потери печью:
Qэлектрических печей = 1000 (П/100)Nуст, Вт.
Если указанные величины неизвестны, ориентировочно теплопоступления можно определить по назначению печи.
Далее в таблице указаны значения величин тепловыделений в Вт на 1 кВт установочной мощности для печей различного назначения.
| Тип электрической печи | Значение α |
|---|---|
| Камерные, шахтные, методические | 200 |
| Колокольные | 130 |
| Муфельные | 150 |
| Печи-ванные | 400 |
| Печи, без указания типа | 250 |
Теплопоступления определяют как:
Qэлектрических печей = α × Nуст, кВт
где: Nуст – установочная электрическая мощность печи, кВт.
Заключение
Стальной трубопровод является довольно прочным, долговечным изделием с хорошей теплоотдачей. Регистры из гладких труб могут иметь различные конфигурации, очень удобны в уходе и не требуют периодической промывки. Это позволяет им успешно конкурировать с легкими биметаллическими и алюминиевыми отопительными приборами, а также с традиционными «неубиваемыми» чугунными радиаторами.
Водогазопроводные трубы получили широкое распространение в наружных тепловых сетях при открытой прокладке благодаря высокой жесткости и износоустойчивости. Целесообразность использования стальных труб для отопления помещений определяется условиями эксплуатации, финансовыми возможностями и эстетическим вкусом хозяев. Применение регистров наиболее оправдано в производственных и технических помещениях, но и в других случаях у них найдутся свои преимущества.
Автор (Эксперт Сайта): Ирина Чернецкая
Список источников
- zao-tst.ru
- thermalinfo.ru
- www.tlv.com
- www.hvac-school.ru
- obrabotkametalla.info
- ZnatokTepla.ru
