Файл: Сорокин, Н. С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 172
Скачиваний: 0
Таким образом,
/ѵ 2 п \ '
т. е. потребляемая вентилятором мощность изменяется пропорцио нально числу его оборотов в кубе.
Пример. Вентилятор, работая на заданную сеть, перемещает 40 000 м3/ч воздуха, потребляя при этом 8,5 кВт энергии. Определить, как изменится мощ
ность на валу вентилятора, |
если |
увеличить подачу |
воздуха |
до 50 000 м3/ч |
||
за счет увеличения числа его оборотов при неизменной сети каналов. |
||||||
Применяя первый и третий законы |
пропорциональности, |
получим |
||||
|
|
или |
8 .5 |
_ / 40 |
000 \3 |
|
N z ~ п\ |
і \ |
|
/Ѵ 2 |
1,50 |
000 j |
|
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
= |
8 , 5 |
= 16,6 |
кВ т. |
|
|
Таким образом, потребляемая вентилятором мощность увеличилась почти вдвое, тогда как производительность его возросла всего на 25% . Это объяс няется тем, что при неизменном сечении каналов скорость воздуха в них уве личилась; следовательно, сопротивление каналов возросло пропорционально квад рату скорости воздуха.
Регулирование производительности вентилятора можно осуще ствить за счет изменения числа оборотов с помощью гидромуфты или, что проще, с помощью электромагнитной муфты; при этом со здается возможность изменять число оборотов вентилятора при по стоянном числе оборотов электродвигателя. Однако эти устройства довольно сложны и на практике не получили широкого применения.
Рис. 105. Схема направляющего аппарата
Более простым и распространенным устройством регулирования производительности вентиляторов являются направляющие аппа раты, представляющие собой решетку из 8—12 металлических сек торов 1 (рис. 105); секторы могут поворачиваться на радиальных стержнях 2. При повороте на 90° к оси потока воздуха секторы полностью перекрывают сечение воздуховода, а при 0° секторы
167
параллельны потоку и полностью освобождают сечение воздухо вода. Направляющие аппараты применяются в вентиляторных сек циях типовых кондиционеров и устанавливаются перед всасываю щим отверстием вентиляторов. Применение направляющих аппара тов уменьшает пусковую нагрузку электродвигателей.
3. Калориферы (воздухонагреватели)
Калориферами называют устройства, служащие для нагревания воздуха.
В настоящее время преимущественно применяют стальные кало риферы, состоящие из труб, к которым для увеличения поверхности нагрева прикрепляют ребра в виде плоских пластинок или спи рально навитой ленты.
У с т р о й с т в о к а л о р и ф е р о в . На рис. 106 показана схема пластинчатого калорифера, состоящего из трех или четырех рядов стальных трубок 1 с ребристыми пластинками 2 толщиной 0,5 мм (шаг между пластинками 4 мм). Трубки ввальцовывают с обоих концов в отверстия стальных трубных решеток. К выступающим краям трубных решеток прикрепляют болтами стальные коробки 3 с патрубками 4 для входа и выхода теплоносителя. Для получения плотного соединения пластинок с трубками, а также для предохра нения их от коррозии применяют горячую оцинковку.
На рис. 107 изображен спиралы-ю-иавивной калорифер, у кото рого оребрение состоит из спиралеобразной стальной ленты 1, на витой на трубки с шагом 4 мм. Нагреваемый воздух при про ходе через спиралеобразную поверхность дополнительно турбулизируется, за счет чего увеличивается коэффициент теплопередачи калорифера; в то же время аэродинамическое сопротивление на вивных калориферов значительно больше, чем пластинчатых. Спи рально-навивные калориферы широко применяют в секциях подо грева типовых кондиционеров.
Пластинчатые и навивные калориферы изготовляют одноходо выми (см. рис. 106 и 107) и многоходовыми. В многоходовых кало риферах (рис. 108) теплоноситель проходит удлиненный путь благо даря перегородкам 1 в коробках 2; этим достигается более эффек тивное использование теплоносителя.
Вкачестве теплоносителя в калориферах применяют насыщен ный пар избыточным давлением от 1 до 5 ати, а также горячую или перегретую воду, имеющую температуру до 150° С.
Вмногоходовых калориферах в качестве теплоносителя рекомен дуется применять преимущественно воду. Применение пара в таких калориферах связано с большими гидравлическими ударами кон денсата о стенки труб в местах поворотов.
Калориферы всех конструкций могут быть установлены парал
лельно (рис. 109) и последовательно (рис. ПО).
Параллельное соединение калориферов применяют в тех слу чаях, когда необходимо нагреть большие объемы воздуха для полу чения небольшого перепада температур. Последовательное соедине-
168
Рис. 106. Схема пластинчатого |
Рис. 107. Схема спирально-навивного |
калорифера |
калорифера |
Рис. 108. Схема многоходового калорифера
ние калориферов применяют тогда, когда требуется нагреть воздух для получения большого перепада температур.
При работе калориферов на воде для увеличения теплоотдачи повышают скорость воды в трубках калорифера и применяют после
/ |
довательное соединение калориферов, |
||
как это показано на рис. ПО. |
|
||
|
При |
||
|
Р а с ч е т к а л о р и ф е р о в . |
||
|
расчете |
калориферов заданными |
вели |
|
чинами |
являются: |
|
|
|
|
L0 — количество нагреваемого воздуха |
|||
|
|
|
в м3/ч; |
температура |
теплоноси |
|
|
|
|
тер — средняя |
|||
|
|
|
теля пара или воды в °С; |
|||
|
|
|
^ср — средняя |
температура |
воздуха в |
|
|
|
|
калорифере в °С; |
входящего |
||
|
Рис. ПО. По |
Л — температура |
воздуха, |
|||
|
в калорифер, в °С; |
|
||||
р а л л е л ь н о е |
следователь |
выходяще |
||||
соединение ка |
ное |
соедине |
4 — температура |
воздуха, |
||
лориферов |
ние |
калори |
го из калорифера, в °С; |
|||
|
|
феров |
р — средняя |
плотность воздуха, на |
||
|
|
|
греваемого |
в |
калорифере, в кг/м3. |
|
Тепло, расходуемое на нагревание воздуха, очевидно, будет |
||||||
равно |
|
Q = cpL0p(t» — t1) кДж/ч, |
|
(107) |
||
|
|
|
где Ср= 1 — теплоемкость воздуха в кДж/кг-град.
Поверхность нагрева калорифера определяется из выражения
F |
Q |
(108) |
К (тСр — /ср)
где К — коэффициент теплопередачи калорифера в кДж/м2-ч-град; значения К для навивных калориферов приведены в табл. 22 и 23.
|
|
|
Т а б л и ц а 22 |
Значение К для калориферов (теплоноситель — |
пар) |
||
Массовая скорость |
К |
Массовая скорость |
К |
воздуха в живом |
в кДж/м3*ч*град |
воздуха в живом |
в кДж/м’ -ч-град |
сечении в кг/м3*с |
сечении в кг/м3-с |
||
2 |
81 |
9 |
186 |
3 |
101 |
10 |
197 |
4 |
119 |
11 |
207 |
5 |
134 |
12 |
218 |
6 |
149 |
13 |
228 |
7 |
162 |
14 |
236 |
8 |
174 |
15 |
246 |
170
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
23 |
|
|
|
|
Значение К для калориферов (теплоноситель — • вода) |
|
|
|||||||
S |
|
Коэффициенты теплопередачи К в кДж/м*«ч*град при массовой скорости |
|
|||||||||
Л |
в |
|
|
воздуха |
в живом сечении калорифера up в кг/ма*с |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
к " « |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
в* ''J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
п |
12 |
13 |
14 |
15 |
0,2 |
72,5 |
77,5 |
82,5 |
86,5 |
90,5 |
94,5 |
97,0 |
101 |
104 |
107 |
111 |
|
0,4 |
90 |
98 |
105 |
113 |
119 |
125 |
131 |
135 |
142 |
147 |
152 |
|
0,6 |
100 |
109 |
119 |
127 |
134 |
142 |
148 |
155 |
161 |
167 |
173 |
|
0,8 |
103 |
113 |
121 |
130 |
138 |
145 |
153 |
160 |
166 |
173 |
178 |
|
1,0 |
106 |
117 |
126 |
135 |
143 |
151 |
158 |
164 |
172 |
178 |
184 |
Средняя температура теплоносителя составляет: при теплоносителе — воде
_ |
_ |
+ |
|
т с р . ~ |
2 |
’ |
где Ті — температура горячей воды при входе в калорифер; ее при
|
нимают равной в пределах 95—150° С; |
||||
|
тг — температура обратной |
воды |
при |
выходе из калорифера, |
|
|
равная 70° С; |
|
|
|
|
до |
при теплоносителе — насыщенном паре с избыточным давлением |
||||
0,3 ати |
|
100° С; |
|
||
|
тср = |
|
|||
|
при насыщенном паре с избыточным давлением свыше 0,3 ати |
||||
|
Тср = |
(пара» |
|
|
|
где |
(пара — температура насыщенного |
пара, соответствующая его |
|||
|
давлению. |
|
|
|
|
|
Средняя температура воздуха |
|
|
|
|
|
/ |
_ |
2 |
’ |
|
|
ср~ |
|
|||
где |
(і и (г — соответственно |
температура |
поступающего воздуха |
||
|
в калорифер и уходящего из него. |
||||
|
Массовую скорость воздуха в калорифере определяют из выра |
||||
жения |
|
|
|
|
|
|
ѵр ———— кг/м2-с, |
(109) |
|||
|
|
3600ДЖ |
|
|
где Ftк — живое сечение калорифера для прохода воздуха в м2. Секции подогрева кондиционеров КТ компонуются из базовых
калориферов двух видов: однометровой и полутораметровой высоты (при постоянной ширине, равной 1703 мм). В зависимости от вели чины нагрева базовые калориферы устанавливаются в один, два или три ряда в соответствующих количествах. В табл. 24 приведены
171