Троян Е.Н., Бахтина И.А. Теплотехника

Подождите немного. Документ загружается.

131

кие аппараты, в которых одна и та же по-

верхность нагрева омывается то горячим,

то холодным теплоносителем. При про-

текании горячей жидкости тепло воспри-

нимается стенками аппарата и в них ак-

кумулируется, при протекании холодной

ников являются башенные охладители

(градирни), скрубберы и др.

В поверхностных теплообменных

аппаратах нагревающая и нагреваемая

жидкости могут двигаться по различным

схемам, показанным на рисунке 10.3.

Рисунок 10.3. – Схемы движения

нагревающейся и нагреваемой жидкостей

в теплообменных аппаратах.

На этом рисунке направления

движения жидкостей показаны стрелка-

ми. Так, схема на рисунке 10.3 а относит-

ся к случаю, когда нагревающая и нагре-

ваемая жидкости движутся в одном на-

правлении. Такое движение жидкости

называется прямотокам. На рис

унке

10.3 б показан противоток, когда нагре-

вающая и нагреваемая жидкости движут-

ся в противоположных направлениях. В

некоторых аппаратах одна из жидкостей

движется по трубкам, омываемым попе-

речным потоком другой жидкости. Такое

движение называется перекрестным то-

ком (рисунок 10.3 в).

Несмотря на различия в принципе

действия и конструктивном устройстве,

основы теплового расчета одинаковы для

всех теплообменных аппаратов.

2 Тепловой расчет теплообмен-

ных аппаратов. Тепловой расчет тепло-

обменного аппарата может быть конст-

рукторским, целью которого является

определение поверхности теплообмена, и

поверочным, при котором устанавливает-

ся режим работы аппарата и определяют-

ся конечные температуры теплоносите-

лей.

В основу теплового расчета по-

верхностного теплообменного аппарата

положены: 1) уравнение теплового ба-

ланса и 2) уравнение теплопередачи.

Тепловой поток в теплообменном

аппарате может быть определен из урав-

нения теплового баланса как поток теп-

лоты, отданный нагревающей жидко-

Следовательно, уравнение тепло-

вого баланса для теплообменного аппара-

та при отсутствии тепловых потерь на-

ружу имеет вид:

),()(

ttcmttcmQ

−=−= (10.10)

или

),()(

hhmhhmQ −=−= (10.11)

где

m и

m – массовые расходы нагре-

вающей и нагреваемой жидкостей, кг/с;

t и

t – начальная и конечная темпера-

туры нагревающей жидкости, ˚С;

t и

– начальная и конечная температуры на-

греваемой жидкости, ˚С; с

р1

и с

р2

– удель-

ные изобарные теплоемкости нагреваю-

щей и нагреваемой жидкостей в интерва-

лах температур

tt − и

tt − соответст-

венно, Дж/(кг·К);

h и

h –начальная и

конечная удельные энтальпии нагреваю-

щей жидкости, Дж/кг;

h и

h – началь-

ная и конечная удельные энтальпии на-

греваемой жидкости, Дж/кг.

Уравнение теплопередачи для те-

плообменного аппарата имеет вид:

tkFQ ∆= , (10.12)

где k – коэффициент теплопередачи,

Вт/(м

·К); F – площадь поверхности на-

грева теплообменного аппарата, м

t∆ –

средняя разность температур нагрева-

ющей и нагреваемой жидкостей, завися-

щая в основном от их начальных и ко-

нечных температур и схемы теплообмена

(прямоточной, противоточной, перекре-

стной, смешанной и др.), ˚С.

Средняя разность температур.

Если бы в теплообменном аппарате на

всем пути движения нагревающей и на-

греваемой жидкости разность температур

132

стью:

)(

ttcmQ

−= , (10.8)

или как поток теплоты, воспринятый на-

греваемой жидкостью:

)(

ttcmQ

−= . (10.9)

была одинаковой (что могло бы быть

только при прямотоке), то в уравнении

(10.12) вместо

t∆ можно было подста-

вить величину

∆

. Однако, в практиче-

ских условиях так бывает только в от-

дельных, редких случаях, а как правило,

разность температур

∆

вдоль потоков

жидкостей, участвующих в теплообмене

различна. Обратимся к рисунку 10.4, на

котором в координатной системе темпе-

ратура (по оси ординат) – площадь по-

верхности нагрева аппарата (по оси абс-

цисс) графически представлен характер

изменения температур – нагревающей и

нагреваемой жидкостей кривыми A

соответственно. На рисунке 10.4 а

показаны кривые для противотока, а на

рисунке 10.4 б – для прямотока.

Рисунок 10.4. – Изменение темпе-

ратур нагревающей и нагреваемой жид-

костей при противотоке (а) и при прямо-

токе (б) в осях

t – F.

Ha рисунке видно, что как при

противотоке, так и прямотоке разность

температур

выхвх

tt ∆>∆ . Поэтому в расче-

ты, относящиеся к теплообмену, прихо-

дится вводить некоторую среднюю раз-

ность температур (средний перепад тем-

ператур).

В тех случаях, когда соотношения

температур при теплообмене для нагре-

вающего и нагреваемого потоков жидко-

стей невелики (когда

< 2 и

/ tt < 2),

линии A

и А

можно считать пря-

мыми и в этом случае среднюю разность

температур жидкостей, участвующих в

теплообмене, можно вычислять как сред-

нюю арифметическую разность темпера-

тур:

).(5,0)(5,0

ttttt +−+=∆

костей определяют как среднюю лога-

рифмическую разность температур по

формуле:

)/lg(3,2

выхвх

∆∆

∆−∆

=∆ , (10.13)

где

вх

t∆ ,

вых

t∆ – разность температур при

входе и выходе, ˚С; для прямотока

(10.13 а)

для противотока

tttttt

выхвх

−=∆−=∆ (10.13 б)

В тепловых расчетах важное зна-

чение имеет понятие о так называемом

водяном эквиваленте теплоносителя

W, Вт/К; численная величина которого

определяет собой количество воды, кото-

рое по теплоемкости пропорционально

теплоемкости массового расхода рас-

сматриваемого теплоносителя в единицу

времени:

cmW

= , (10.14)

где wFm

– массовый расход теп-

лоносителя; с – плотность теплоносителя;

w – скорость теплоносителя; F – сечение

канала.

Если водяной эквивалент ввести в

уравнение теплового баланса (10.10), то

оно принимает вид:

),()(

ttWttWQ −=−= (10.15)

откуда

−

. (10.16)

133

В тех же случаях, когда приведен-

ные выше соотношения температур

больше 2, то для прямоточной и противо-

точной схем среднюю разность темпера-

тур нагревающей и нагреваемой жид-

Последнее означает, что отношение из-

менения температур рабочих жидкостей

обратно пропорционально отношению их

водяных эквивалентов.

Примеры решения типовых задач

Задача 10.1

Дано:

= 510 мм

= 0,8 Вт/(м·К)

= 50 мм

= 0,08 Вт/(м·К)

ж1

= 18 ˚С

= 7,5 Вт/(м

·К)

ж2

= -30 ˚С

= 20 Вт/(м

·К)

Определить тепловой поток через 1 м

кирпичной

стены помещения, толщиной в два кирпича (д

= 510 мм) с

коэффициентом теплопроводности л

= 0,8 Вт/(м·К). Стена

покрыта снаружи слоем тепловой изоляции толщиной

= 50 мм с коэффициентом теплопроводности л

0,08 Вт/(м·К). Температура воздуха в помещении t

ж1

= 18 ˚С;

коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности стенки

= 7,5 Вт/(м

·К); температура наружного воздуха t

ж2

–30 ˚С; коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности

стены, обдуваемой ветром, б

= 20 Вт/(м

·К).

Вычислить также температуры на поверхностях

стенки t

и t

q, t

, t

– ?

Решение:

Плотность теплового потока определяем по формуле:

2,33

08,0

05,0

8,0

51,0

5,7

)30(18

+++

−−

+++

−

αλ

жж

q Вт/м

Температуру на внутренней поверхности определяем из формулы:

),(

111 сж

ttq −=

следовательно,

6,13

5,7

2,33

=−=−=

жc

˚С.

Температуру на наружной поверхности определяем из формулы:

),(

222 жc

ttq −=

следовательно,

3,28

2,33

−=+−=+=

жc

˚С.

Задача 10.2

Дано:

= 200 мм

= 40 Вт/(м·К)

= 216 мм

= 0,1 Вт/(м·К)

Паропровод диаметром d

= 216/200 мм покрыт

слоем совелитовой изоляции толщиной 120 мм, коэффици-

ент теплопроводности л

= 0,1 Вт/(м·К). Температура пара

ж1

= 300 ˚С и окружающего воздуха t

ж2

= 25 ˚С. Кроме то-

го, задано, что л

= 40 Вт/(м·К), б

= 100 Вт/(м

К) и

134

д = 120 мм

ж1

= 300 ˚С

= 100 Вт/(м

·К)

ж2

= 25 ˚С

= 8,5 Вт/(м

·К)

= 8,5 Вт/(м

·К). Требуется определить линейный коэффи-

циент теплопередачи k

, линейную плотность теплового по-

тока q

и температуру на наружной поверхности изоляции

, q

, t

– ?

Решение:

Согласно условию задачи d

= 0,2 м; d

= 0,216 м; d

= d

+ 2д = 0,216 + 2·0,12 =

0,456 м.

Далее на основании (10.6) имеем:

+++

322

αλλα

248,0

456,05,8

216,0

456,0

1,02

2,0

216,0

402

2,0100

⋅

= Вт/(м·К).

На основании (10.4):

214)25300(14,3248,0)(

=−⋅=−=

жжll

ttkq

Вт/м.

Линейная плотность теплового потока q

, передаваемого от наружной поверхности

изоляции в окружающую среду, определяется по формуле:

)(

2332 жcl

ttdq −=

πα

отсюда

58,42

456,05,8

14,3

214

⋅

+=+=

жc

απ

˚С.

Задача 10.3

Дано:

m = 275 кг/ч

t = 120 ˚С

t = 50 ˚С

р1

= 3,05 кДж/(кг·К)

р2

= 4,19 кДж/(кг·К)

t = 10 ˚С

m = 1100 кг/ч

k = 1000 Вт/(м

·К)

В холодильной установке необходимо охлаждать

жидкость, расход которой

m = 275 кг/ч от

t = 120 ˚

С до

t = 50 ˚С. Теплоемкость жидкости с

р1

= 3,05 кДж/(кг·К).

Для охлаждения используется вода с

t = 10 ˚С. Расход ох-

лаждающей воды

m = 1100 кг/ч, ее теплоемкость с

р2

4,19 кДж/(кг·К). Определить поверхность нагрева при пря-

мотоке и противотоке, если k = 1000 Вт/(м

·К).

прям

, F

прот

– ?

Решение:

Рассчитываем водяные эквиваленты W

и W

21,005,3

3600

275

=⋅==

cmW кВт/К;

135

28,119,4

3600

1100

=⋅==

cmW кВт/К.

Подставляя их значения в (10.16), получаем конечную температуру воды:

5,21

28,1

21,0

)50120(10)(

=⋅−+=−+=

tttt ˚С.

По формуле (10.13) определяем среднюю логарифмическую разность температур

при прямотоке [∆

вх

и ∆t

вых

по (10.13 а)]:

5,2150

10120

lg3,2

)5,2150()10120(

lg3,2

)()(

−

−−−

−

−−−

=∆

tttt

прям

˚С.

При противотоке [∆

вх

и ∆t

вых

по (10.13 б)]:

2,65

1050

5,21120

lg3,2

)1050()5,21120(

lg3,2

)()(

−

−−−

−

−−−

=∆

tttt

прот

˚С.

Тепловой поток определяем по (10.8):

7,14)50120(21,0)()(

=−=−=−= ttWttcmQ

кВт.

Имея значения Q и

t∆ , определяем поверхность теплообмена при прямотоке, ис-

пользуя уравнение теплопередачи (10.12):

25,0

591

7,14

⋅

∆

прям

;

при противотоке

225,0

2,651

7,14

⋅

∆

прот

Задачи для самостоятельного решения

Задача 10.4

Определить потерю тепла через 1 м

кирпичной обмуровки котла толщиной

= 250 мм и температуры на поверхностях, если температура газов

ж1

= 600 ˚С, темпера-

тура воздуха

ж2

= 30 ˚С, б

= 20 Вт/(м

·К), б

= 8 Вт/(м

·К) и л = 0,7 Вт/(м·К).

Ответ:

q = 1065 Вт/м

, t

= 547 ˚С, t

= 163 ˚С.

Задача 10.5

Определить тепловые потери с 1 м трубопровода диаметром

= 165/150, если

трубопровод покрыт слоем изоляции толщиной д

= 60 мм с коэффициентом теплопро-

водности л

= 0,15 Вт/(м·

К). Коэффициент теплопроводности материала трубы

= 50 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубы б

= 1000 Вт/(м

·К) и

от трубы к окружающему воздуху б

= 8 Вт/(м

·К). Определить также температуры на

внешней поверхности трубы

с2

и на внешней поверхности изоляции t

с3

Ответ:

= 145 Вт/м, t

= 89,9 ˚С, t

= 5,3 ˚С.

Задача 10.6

Определить площадь поверхности нагрева водяного экономайзера при прямотоке и

136

противотоке, если известны следующие величины: температура газов на входе

t = 420 ˚С; расход газов

m = 220 кг/ч; теплоемкость газов с

р1

= 1,045 кДж/(кг·К); темпе-

ратура воды на входе

t = 105 ˚С; расход воды

= 120 т/ч; теплоемкость воды

р2

= 4,19 кДж/(кг·К); тепловой поток Q = 13,5 МВт; коэффициент теплопередачи от газов

к воде k = 79 Вт/(м

·К).

Ответ:

прям

= 1930 м

, F

прот

= 1000 м

Вопросы для самоподготовки

1 Природа лучистой энергии. Как различаются лучи между собой?

2 Что называется коэффициентом поглощения, отражения, пропускания?

3 Что называется эффективным излучением тела?

4 Основные законы лучистого теплообмена: Планка, Вина, Стефана – Больцмана,

Кирхгофа, Ламберта.

5 Серые тела. Что называется степенью черноты?

6 Лучистый теплообмен между параллельными пластинами.

7 Теплообмен излучением между телами в замкнутом пространстве.

8 Какие газы обладают свойством излучать?

9 Коэффициент теплоотдачи при излучении.

10 Что называется теплопередачей?

11 Коэффициент теплопередачи через плоскую стенку, его размерность и физиче-

ский смысл.

12 Что называется полным термическим сопротивлением теплопередачи и из каких

величин оно складывается?

13 Линейный коэффициент теплопередачи через цилиндрическую стенку, его раз-

мерность, физический смысл.

14 Что называется полным линейным термическим сопротивлением теплопередачи

и из каких величин оно складывается?

15 Почему для цилиндрической стенки тепловой поток относят к единице длины

трубы, а не к одному м

поверхности как для плоской стенки?

16 Что называется теплообменным аппаратом? Их классификация по принципу

действия.

17 По каким схемам осуществляется движение жидкостей в поверхностных тепло-

обменниках?

18 Основные расчетные уравнения теплообменных аппаратов: уравнение теплового

баланса и уравнение теплопередачи.

19 Как определяется средняя арифметическая и средняя логарифмическая разность

температур?

20 Что такое водяной эквивалент?

21 Графики изменения температур жидкостей в теплообменнике при прямотоке и

противотоке.

137

11 Теплоснабжение

11.1 Принципы и схемы теплоснабжения промышленных предприятий

Теплоснабжение промышленных

предприятий – снабжение теплотой с по-

мощью теплоносителя систем отопления,

вентиляции, горячего водоснабжения

промышленных зданий и технологиче-

ских потребителей.

Система теплоснабжения – сово-

купность устройств, являющихся источ-

никами теплоты, тепловых сетей, систем

распределения и использования (або-

нентских вводов и потребителей тепло-

ты).

Системы теплоснабжения создают

с учетом вида и параметров теплоноси-

теля, максимального часового расхода

теплоты, изменения потребления теплоты

во времени (в течение суток, года), а так-

же с учетом способа использования теп-

лоносителя потребителями.

В системах теплоснабжения ис-

пользуются следующие источники тепло-

ты: ТЭЦ, КЭС (см. п.6.4.5), районные ко-

тельные (централизованные системы);

групповые (для группы предприятий, жи-

лых кварталов) и индивидуальные ко-

тельные.

В зависимости от рода теплоноси-

теля системы теплоснабжения делят на

водяные (преимущественно для тепло-

снабжения сезонных потребителей теп-

лоты и горячей воды) и паровые (в ос-

новном для технологического тепло-

снабжения, когда необходим высокотем-

пературный теплоноситель).

Практика теплоснабжения показа-

ла ряд преимуществ воды, как теплоно-

сителя, по сравнению с паром: темпера-

тура воды в системах теплоснабжения

изменяется в широких пределах (300 –

470 К), более полно используется теплота

на ТЭЦ, отсутствуют потери конденсата,

меньше потери теплоты в сетях, теплоно-

ситель обладает теплоаккумулирующей

способностью. Вместе с тем водяные

системы теплоснабжения имею следую-

щие недостатки: требуется значительный

расход электроэнергии на перекачку во-

ды; имеется возможность утечки воды из

системы при аварии; большая плотность

теплоносителя и жесткая гидравлическая

связь между участками системы обуслов-

ливают возможность появления механи-

ческих повреждений системы в случае

превышения допустимого давления; тем-

пература воды может оказаться ниже за-

данной по технологическим условиям.

Пар имеет постоянное давление

0,2 – 4 МПа и соответствующую (для на-

сыщенного пара) температуру, а также

трат по сравнению с водяными система-

ми теплоснабжения.

В народном хозяйстве страны ис-

пользуется значительное количество раз-

личных типов систем теплоснабжения.

По способу подачи теплоносителя систе-

мы теплоснабжения подразделяют на за-

крытые, в которых теплоноситель не

расходуется и не отбирается из сети, а

используется только для транспортиро-

вания теплоты, и открытые, в которых

теплоноситель полностью или частично

отбирается из сети потребителями.

Закрытые водяные системы харак-

теризуются стабильностью качества теп-

лоносителя, поступающего к потребите-

лю (качество воды как теплоносителя со-

ответствует в этих системах качеству во-

допроводной воды); простотой санитар-

ного контроля установок горячего водо-

снабжения и контроля герметичности

системы. К недостаткам таких систем от-

носятся сложность оборудования и экс-

плуатации вводов к потребителям; корро-

зия труб из-за поступления недеаэриро-

ванной водопроводной воды, возмож-

ность выпадения накипи в трубах.

В открытых водяных системах те-

плоснабжения можно применять одно-

трубные схемы с низкопотенциальными

тепловыми ресурсами; они имеют более

высокую долговечность оборудования

вводов к потребителям. К недостаткам

открытых водяных систем следует от-

нести необходимость увеличения мощ-

138

большую (в несколько раз), по сравнению

с водой, удельную энтальпию. При выбо-

ре в качестве теплоносителя пара или во-

ды учитывается следующее. При тран-

спортировании пара имеют место боль-

шие потери давления и теплоты, поэтому

паровые системы, целесообразны в ра-

диусе 6 – 15 км, а водяные системы теп-

лоснабжения имеют радиус действия 30 –

60 км. Эксплуатация протяженных паро-

проводов очень сложна (необходимость

сбора и перекачки конденсата, и др.).

Кроме того, паровые системы имеют бо-

лее высокую удельную стоимость соору-

жений паропроводов, паровых котлов,

коммуникаций и эксплуатационных за-

ности водоподготовительных установок,

рассчитываемых на компенсацию расхо-

дов воды, отбираемой из системы; неста-

бильность санитарных показателей воды,

усложнение санитарного контроля и кон-

троля герметичности системы.

В зависимости от числа трубопро-

водов (теплопроводов), передающих теп-

лоноситель в одном направлении, разли-

чают однотрубные и многотрубные сис-

темы теплоснабжения. В частности, во-

дяные системы теплоснабжения делятся

на одно- двух-, трех- и многотрубные,

причем по минимальному числу труб мо-

гут быть открытая однотрубная систе-

ма и закрытая двухтрубная.

Пo числу параллельно проложен-

ных паропроводов паровые системы бы-

вают однотрубные и двухтрубные. В

первом случае пар при одинаковом дав-

лении к потребителям подается по обще-

му паропроводу, что позволяет осущест-

влять теплоснабжение, если тепловая

нагрузка остается постоянной в течение

года и допустимы перерывы в подаче па-

ра. При двухтрубных системах необхо-

димо бесперебойное снабжение абонен-

тов паром различного давления при пере-

менных тепловых нагрузках,

По способу обеспечения тепловой

энергией системы могут быть односту-

пенчатыми и многоступенчатыми (ри-

сунок 11.1).

Рисунок 11.1. – Схемы системы

теплоснабжения: а – одноступенчатая; б –

двухступенчатая; 1 – тепловая сеть; 2 –

сетевой насос; 3 – теплофикационный

подогреватель; 4 – пиковый котел; 5 –

ми. Они оборудуются подогревателями,

насосами, арматурой, контрольно-изме-

рительными приборами. Кроме того, на

таких пунктах иногда осуществляются

очистка и перекачка конденсата. Пред-

почтение отдают схемам с центральными

тепловыми пунктами 1, обслуживающи-

ми группы зданий (рисунок 11.2.).

Рисунок 11.2. – Схема системы

теплоснабжения с центральным тепло-

вым пунктом: 1 – центральный тепловой

пункт; 2 – неподвижная опора; 3 – тепло-

вая сеть; 4 – П-образный конденсатор; 5 –

здание.

При многоступенчатых системах

теплоснабжения существенно снижаются

затраты на их сооружение, эксплуатацию

и обслуживание в связи с уменьшением

(по сравнению с одноступенчатыми сис-

темами) числа местных подогревателей,

насосов, регуляторов температуры и пр.

Системы теплоснабжения играют

значительную роль в нормальном функ-

ционировании предприятий промышлен-

ности. Они имеют ряд специфических

особенностей. Двухтрубные закрытые во-

139

местный тепловой пункт; 6 – централь-

ный тепловой пункт.

В одноступенчатых схемах потре-

бители теплоты присоединяются непо-

средственно к тепловым сетям при по-

мощи местных или индивидуальных теп-

ловых пунктов 5. В многоступенчатых

схемах между источниками теплоты и

потребителями размещают центральные

6 тепловые (или контрольно-распредели-

тельные) пункты. Эти пункты предназна-

чены для учета и регулирования расхода

теплоты, ее распределения по местным

системам потребителей и приготовления

теплоносителя с требуемыми параметра-

дяные системы горячего водоснабжения с

водоподогревателем (рисунок 11.3. а) ши-

роко распространены при теплоснабже-

нии однородных потребителей (систем

отопления, вентиляции, работающих по

одинаковым режимам и др.). К потреби-

телям теплоты вода направляется по по-

дающему трубопроводу 2, она по-

догревает водопроводную воду в тепло-

обменнике 5 и после охлаждения по об-

ратному трубопроводу 1 поступает на

ТЭЦ или в котельную. Подогретая водо-

проводная вода поступает к потребите-

лям через краны 4 и в аккумулятор 3 по-

догретой воды, предназначенный для

сглаживания колебаний расхода воды.

В открытых системах теплоснаб-

жения (рисунок 11.3. б) для горячего во-

доснабжения непосредственно использу-

ется вода., полностью отработанная (де-

аэрированная, умягченная) на ТЭЦ, в

связи с чем системы водоподготовки и

контроля усложняются, повышается их

стоимость. Вода в двухтрубной системе

горячего водоснабжения с циркуляцион-

ной линией (от ТЭЦ или котельной) по-

дается по теплопроводу 2, а обратная –

по теплопроводу 1. Вода по трубе посту-

пает в смеситель 6, а от него к аккумуля-

тору 3 и через краны 4 к потребителям

теплоты. Для исключения возможности

попадания воды из подающего трубопро-

вода 2 непосредственно в обратный теп-

лопровод 1 по трубе 8 предусмотрен об-

ратный клапан 7.

циальное устройство – конденсато-

отводчик 4 (обеспечивает пропуск только

конденсата) попадает в бак 5, из которого

конденсатным насосом 6 возвращается к

источнику теплоты по трубе 1. Если в па-

ропроводе давление ниже требуемого

технологическими потребителями, то в

ряде случаев оказывается эффективным

применение компрессора 7.

Рисунок 11.4. – Паровая система

теплоснабжения.

Конденсат может не возвращаться

к источнику теплоты., а использоваться

потребителем. Схема тепловой сети в по-

добных случаях упрощается, однако на

ТЭЦ или в котельной возникает дефицит

конденсата, для устранения которого не-

обходимы дополнительные затраты. Сис-

тема горячего водоснабжения может

иметь струйный подогреватель (рисунок

11.5.). Водопроводная вода, по магистра-

ли 2 подается к подогревателю 3 к далее

в расширительный бак-аккумулятор 4. В

140

Рисунок 11.3. – Двухтрубная во-

дяная система горячего водоснабжения: а

– закрытая с подогревателем воды; б –

открытая.

В паровой схеме теплоснабжения

с возвратом конденсата (рисунок 11.4.)

пар от ТЭЦ или котельной поступает по

паропроводу 2 к потребителям теплоты 3

и конденсируется. Конденсат через спе-

этот же бак из паропровода 1 через вен-

тиль 6 поступает пар, что обеспечивает

дополнительный подогрев воды при бар-

ботаже пара. Из бака 4 вода направляется

к потребителям теплоты 5.

Рисунок 11.5. – Схема теплоснаб-

жения с эжектором.

Тепловые схемы систем тепло-

снабжения разрабатываются с учетом

требований технологии производства,

при условии наиболее полного использо-

вания теплоты и обеспечения охраны ок-

ружающей среды.

Основные расчетные формулы

Тепловой поток, передаваемый по

водяному теплопроводу:

а) при закрытой схеме теплоснаб-

жения

Q = m

(ф

– ф

), кВт;

(11.1)

б) при открытой схеме теплоснаб-

жения

Q =

m c

(ф

– t

) –

m c

(ф

– t

кВт.(11.2)

Тепловой поток, передаваемый по

паропроводу при неполном возврате кон-

денсата:

Q =

m (h – c

) –

m c

– t

), кВт.(11.3)

здесь

– расход теплоносителя, кг/с;

m ,

m – расходы воды в подающем и

обратном (при движении воды в сторону

ТЭЦ) трубопроводах, кг/с;

m – количе-

ство возвращаемого конденсата, кг/с;

–

массовая изобарная теплоемкость воды,

кДж/(кг·К);

, ф

– температура сетевой

воды в подающем и обратном трубопро-

водах, ˚С;

h – энтальпия пара, кДж/кг; t

–

температура холодной воды, ˚С;

– тем-

пература конденсата, ˚С.

11.2 Тепловой расчет теплотрасс

Термическое сопротивление те-

плопроводов. Транспортные потери теп-

ла зависят от конструкции тепловой изо-

ляции и способов прокладки теплопрово-

дов. Полное термическое сопротивление

изолированного теплопровода, уложен-

ного в канале, складывается из термиче-

При прокладке теплопроводов на

открытой площадке или в закрытом по-

мещении полное термическое сопротив-

ление теплопередачи от теплоносителя к

окружающему воздуху определяется

суммой: