Введите исходные данные, проверьте формулу и подстановку, затем используйте результат для предварительной инженерной оценки.
Потери давления на стороне теплообменника считают как ΔP = R·L + Σζ·ρv²/2, предварительно определив скорость v = Q/(3600A) для расхода Q в м³/ч.
Гидравлический расчёт отдельно выполняют для горячей и холодной сторон: сначала находят площадь сечения и скорость, затем складывают линейные и местные потери. Полученный перепад давления сравнивают с допустимым по паспорту аппарата, учитывая расход, диаметр, плотность и коэффициенты сопротивления.
Гидравлика теплообменника — это оценка скорости потока и потерь давления отдельно на горячей и холодной сторонах. Она показывает, какой напор потребуется насосам при заданных расходах и размерах проходов.
Зачем нужен результат: Результат нужен для подбора насоса, проверки допустимого перепада на аппарате и поиска стороны, которая ограничивает рабочий расход.
В обычной жизни: Если потери давления оценены правильно, насос не будет постоянно работать на пределе, а теплообменник сможет передавать расчётное количество тепла.
Для рабочего проекта нужны исходные данные объекта, нормативные параметры и проверка специалиста.
Гидравлика теплообменника по сторонам
ΔP = R · L + Σζ · ρv²/2; v = 4Q/(πd²). Расчёт выполняется по исходным данным формы; допущения указаны непосредственно под результатом.
Источник: Источник из плана калькуляторов.
Проверьте единицы измерения и подстановку под результатом перед переносом значения в расчётную записку.
Поток через теплообменник движется по двум независимым гидравлическим сторонам. Для каждой стороны сначала находят площадь живого сечения A = πd²/4 и среднюю скорость v = Q/(3600A), если расход Q задан в м³/ч, а диаметр d — в миллиметрах после перевода в метры. Затем потери давления складывают из линейной и местной частей: ΔP = R·L + Σζ·ρv²/2. Здесь R — удельное сопротивление трения в Па/м, L — расчётная длина, Σζ — сумма коэффициентов местных сопротивлений, ρ — плотность среды. Введённые R и Σζ должны уже соответствовать выбранной геометрии, шероховатости и режиму потока. Нельзя одновременно включать одну и ту же потерю в R и в Σζ.
Расчёт выполняется отдельно для горячего и холодного контуров, потому что у них различаются расходы, плотности, диаметры и сопротивления. Общий напор насоса определяют не простым сложением всех аппаратов вне схемы, а по расчётному кольцу: учитывают трубопроводы, запорную и регулирующую арматуру, фильтры, теплообменник и перепад высот, если он влияет на контур. Для закрытого циркуляционного контура статическая высота сама по себе не является постоянной добавкой к напору, но влияет на давление заполнения и кавитационный запас. Результат калькулятора — предварительная оценка потерь по заданным коэффициентам. Для пластинчатого аппарата паспорт обычно задаёт допустимый перепад и фактическую характеристику каналов; для кожухотрубного аппарата нужны данные по трубному и межтрубному пространствам. При изменении вязкости, температуры, содержания гликоля или загрязнения сопротивление меняется.
Поэтому расчётную точку сверяют с паспортом, а насос выбирают по расходу, напору и рабочей точке, а не только по одному максимальному значению. При практической проверке полезно разделять потери внутри аппарата и потери в присоединённых патрубках. Давление измеряют после стабилизации расхода, а свойства жидкости берут при её средней температуре. Для воды и раствора гликоля одинаковый расход не означает одинаковую скорость и сопротивление. Если расчёт используется для выбора насоса, рабочую точку наносят на его характеристику и проверяют, что запас по кавитации сохраняется при минимальном давлении на входе.
| Составляющая | Расчётный параметр | Что проверить |
|---|---|---|
| Трение | R · L | Единицы R — Па/м, длина — м |
| Местные сопротивления | Σζ · ρv²/2 | Все повороты, входы, выходы и арматура |
| Скорость | v = Q/A | Внутренний диаметр и расход одной стороны |
| Стороны аппарата | ΔP₁ и ΔP₂ | Допустимый перепад по паспорту |
Сначала находят скорость по площади трубы, затем отдельно считают 100·10 и 5·998·v²/2 и складывают. Полученное ΔP сравнивают с допустимым перепадом аппарата; округление до целых Па не заменяет проверки паспорта.
У меньшего диаметра скорость выше, поэтому местная часть потерь растёт примерно с квадратом скорости. Стороны нельзя считать по одному общему диаметру.
Для скорости нужен внутренний диаметр прохода. Наружный размер можно использовать только после определения толщины стенки и фактического внутреннего прохода. В теплообменнике паспортный гидравлический диаметр может отличаться от диаметра присоединительного патрубка.
Общую потерю давления нельзя вводить как R. Пересчитайте её в удельное сопротивление, разделив на соответствующую длину, либо включите её в сумму местных потерь. Иначе одна и та же потеря будет учтена дважды.
У гликоля обычно меняются плотность и вязкость, а значит — скорость и сопротивление трения. Вводите свойства при рабочей температуре и используйте R, полученное для той же концентрации, а не значение для воды.
Чат помогает разобраться в устройстве и параметрах оборудования. Он не заменяет паспорт и инструкцию производителя.