Разработка системы теплоснабжения административного здания с применением теплового насоса
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
о напора при принятых исходных данных:
, (3.27)
.
. Коэффициент теплопередачи примем в первом приближении . Требуемая площадь поверхности в этом случае:
.
. С учетом площади поверхности предварительно принимаются основные размеры конденсатора. Приняв шахматное расположение труб ( и ) с коэффициентом заполнения трубной доски и скоростью движения отопительной воды в трубах , можно определить число параллельных труб по ходу движения воды:
, (3.28)
.
. При двухходовом движении воды общее число трубных концов, развальцованных в трубной доске:
.
. Площадь трубной доски, занятая трубами:
, (3.29)
.
. Средняя длина труб:
, (3.30)
.
. Для определения коэффициента теплоотдачи от пара к стенке труб необходимо сначала установить режим движения пленки конденсата.
. Значение числа Рейнольдса для пленки конденсата на нижней кромке поверхности:
, (3.31)
где - количество теплоты, передаваемое греющим фреоном;
- средняя активная длина труб;
- плотность фреона;
- кинематическая вязкость фреона.
.
. Поскольку , то средний коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенкам труб:
, (3.32)
.
. Физические параметры воды, движущейся внутри труб, принимаются при следующем значении температуры:
, (3.33)
.
. Число Рейнольдса в этом случае:
, (3.34)
.
. Следовательно, , т.е. режим движения воды турбулентный. При , , а , тогда:
, (3.35)
.
. Средний коэффициент теплоотдачи от конденсата к стенке труб:
, (3.36)
.
. Коэффициент теплопередачи:
, (3.37)
.
Погрешность полученного значения составляет 1%, что допустимо.
Определим толщину стенки сварной цилиндрической обечайки горизонтального аппарата, работающего под внутренним давлением.
. Исходные данные:
материал обечайки - сталь марки Ст3;
проницаемость материала обечайки в среде (, );
давление фреона ;
внутренний диаметр ;
плотность фреона ;
обечайка без отверстий;
продольный сварной шов ручной стыковой двусторонний ();
поправочный коэффициент .
. Расчетное давление в нижней части обечайки с учетом гидростатического давления столба жидкости определяем по формуле:
, (3.38)
.
. Номинальное допускаемое напряжение для стали марки Ст3 находим по графику .
. Допускаемое напряжение определяем по формуле:
, (3.39)
.
. Определим отношение определяющих параметров и с учетом коэффициента :
.
. Номинальную расчетную толщину стенки обечайки для данного отношения определяем по формуле:
, (3.40)
.
. Выбираем прибавку на округление толщины стенки (до ближайшего большего размера по сортаменту) .
. Суммарную прибавку к номинальной толщине стенки при определяем по формуле:
, (3.41)
.
. Толщину стенки обечайки с учетом прибавок определяем по формуле:
, (3.42)
.
. Проверим условие:
,
т.е. условие выполнено.
. Допускаемое давление в обечайке определяем по формуле:
, (3.43)
.
Определим высоту плоской круглой трубной решетки типа II в аппарате конденсатора.
. Исходные данные:
внутренний диаметр ;
давление фреона ;
давление отопительной воды ;
трубы 16х0,75мм;
число труб на диаметре ;
трубы размещены в решетке и закреплены в ней развальцовкой;
шаг между трубами ;
материал решетки - сталь ();
.
. Номинальную расчетную высоту решетки снаружи определяем по формуле, выбрав значения величин по таблице , , :
, (3.44)
.
. Коэффициент ослабления решетки отверстиями определяем по формуле:
, (3.45)
.
. Номинальную расчетную высоту решетки посередине определяем по формуле, выбрав значение величин , и в ней по таблице: , и :
, (3.46)
.
. С учетом прибавок на коррозию , на округление размеров, а также из конструктивных соображений, принимаем и .
4. ОХРАНА ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВОГО НАСОСА
При эксплуатации тепловых насосов необходимо руководствоваться Правилами технической эксплуатации тепловых энергоустановок, утвержденными приказом Минэнерго РФ от 24 марта 2003г. №115. Тепловым насосам посвящен раздел 5.4.
. Тепловые насосы, предназначенные для выработки тепловой энергии с использованием низкопотенциального тепла, должны удовлетворять требованиям действующих нормативно-технических документов и настоящих Правил.
. Применение тепловых насосов целесообразно в качестве двухцелевых установок, одновременно производящих искусственный холод и тепловых энергию для целей теплоснабжения.
. Резервирование тепловых насосов определяется требованиями надежности к источнику теплоты.
. Систему теплоснабжения на основе тепловых насосов следует, как правило, проектировать их двух или большего числа машин или установок охлаждения; допускается проектировать одну машину или одну установку охлаждения с регулируемой мощностью.
. Тепловые насосы поставляются в полной заводской готовности согласно комплекту поставки (компрессоры, трубопроводы, теплообменники, предохранительные клапаны, средства автоматики и т.п.) и монтируются специализированной организацией, имеющей разрешение и сертификат завода-изготовителя