Составить уравнение теплового баланса калорифера, определить расход пара, диаметр паропровода, диаметр конденсатопровода, размеры воздуховодов. 3

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 = 14 °С; температура воздуха после калорифера tв2 = 100 °С; объемный расход воздуха после калорифера Vв2 = 9500 м3/ч; давление пара в калорифере Pп = 2.5 ата (2.5·105 Па).

Физические параметры теплоносителей:
энтальпия пара при Pп = 2.5·105 Па i" = 2716.2 кДж/кг;
энтальпия конденсата при Pп = 2.5·105 Па i' = 533.1 кДж/кг;
плотность воздуха при tв1 = 14 °С
,
где ρо - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3 ;
плотность воздуха при tв2 = 100 °С
Массовый расход воздуха
Lв = Vв2 ρв2 = 9500 · 0,946 = 8987 кг/ч = 2.496 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 = 57°С; φ = 0,95 - коэффициент использования тепла.
Расход пара
Диаметр паропровода
где Wп = 30 м/с и ρп = 1.341 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 = 937.1 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 =
= 9500 · 0.946 · 1,005 · (100 - 14) · 24 · 360 =
= 6.71·109 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 · 201.84 ·103 = 807360 руб/год,
где k = 4 руб/м3 - стоимость 1 м3 природного газа.