Расчет калорифера Составить уравнение теплового баланса калорифера, определить расход пара, диаметр паропровода, диаметр конденсатопровода, размеры

Расчет калорифера Составить уравнение теплового баланса калорифера, определить расход пара, диаметр паропровода, диаметр конденсатопровода, размеры воздуховодов до и после калорифера, расход топлива и стоимость нагревания воздуха. Расчетная схема калорифера приведена на рис.1. Рис.1. Расчетная схема калорифера Исходные данные: температура воздуха до калорифера tв1 = 15 °С; температура воздуха после калорифера tв2 = 90 °С; объемный расход воздуха после калорифера Vв2 = 8250 м3/ч; давление пара в калорифере Pп = 2 ата (2·105 Па).

Физические параметры теплоносителей:
энтальпия пара при Pп = 2·105 Па i" = 2706,9кДж/кг;
энтальпия конденсата при Pп = 2·105 Па i' = 504,7 кДж/кг;
плотность воздуха при tв1 = 15 °С
,
где ρо - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3 ;
плотность воздуха при tв2 = 90 °С
Массовый расход воздуха
Lв = Vв2 ρв2 = 8250 · 0,972 = 8019 кг/ч = 2,228 кг/с .
Уравнение теплового баланса калорифера
Dп (i" - i') φ = Lв Св (tв2 – tв1) ,
где Св=1,005 кДж/(кг °С) - массовая теплоемкость воздуха при средней его температуре = 52,5 °С; φ = 0,95 - коэффициент использования тепла.
Расход пара
Диаметр паропровода
где Wп = 30 м/с и ρп = 1,129 кг/м3 - соответственно скорость и плотность пара.
Принимаем к установке стандартный паропровод с условным диаметром dу = 50 мм (dнδ = 572 мм).
Диаметр конденсатопровода
где Wк = 1,0 м/с и ρк = 942,7 кг/м3 - соответственно скорость и плотность конденсата.
Принимаем к установке стандартный конденсатопровод с условным диаметром dу = 15 мм (dнδ = 182 мм).
Проходное сечение воздуховода до калорифера
,
где Wв - скорость воздуха принимается 8 – 12 м/с.
Для воздуховода квадратного сечения сторона основания составит
Принимаем к установке воздуховод стандартных размеров 500500 мм.
Проходное сечение воздуховода после калорифера
Для воздуховода квадратного сечения сторона основания составит
Принимаем к установке воздуховод стандартных размеров 500500 мм.
Годовой расход теплоты
Qг = Vв2 ρв2 Св (tв2 – tв1) τ =
= 8250 · 0,972 · 1,005 · (90-15) · 24 · 360 = 5,22·109 кДж/год.
Расход топлива
где - теплота сгорания природного газа; η = 0,95 - коэффициент полезного действия.
Стоимость топлива, необходимого для нагрева воздуха
S = k Вт = 4 · 157,06 ·103 = 628240 руб/год,
где k = 4 руб/м3 - стоимость 1 м3 природного газа.