Введите исходные данные, проверьте формулу и подстановку, затем используйте результат для предварительной инженерной оценки.
Коэффициент теплопередачи загрязнённого теплообменника рассчитывают по формуле 1/Uзагр = 1/Uчист + Rf,1 + Rf,2, поэтому отложения уменьшают U.
В формуле U выражают в Вт/(м²·K), а сопротивления загрязнения Rf — в м²·K/Вт; сопротивления горячей и холодной сторон складываются последовательно. Например, при Uчист = 800 Вт/(м²·K) и двух сопротивлениях по 0,0001 м²·K/Вт получают Uзагр ≈ 690 Вт/(м²·K).
Расчёт переводит коэффициент теплопередачи чистого теплообменника в коэффициент для загрязнённых поверхностей. Он добавляет термические сопротивления отложений на горячей и холодной сторонах.
Зачем нужен результат: Загрязнение увеличивает сопротивление теплопередаче и может сделать аппарат неспособным передать расчётную нагрузку.
Результат нужен для оценки очистки, водоподготовки и размера поверхности.
В обычной жизни: Помогает понять, почему теплообменник со временем греет хуже: слой накипи работает как теплоизоляция и отнимает часть температурного напора.
Для рабочего проекта нужны исходные данные объекта, нормативные параметры и проверка специалиста.
Коэффициент загрязнения теплообменника
1/Uзагр = 1/Uчист + Rf,1 + Rf,2. 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.
Коэффициент теплопередачи связывает тепловой поток через поверхность с температурным напором. Для чистого теплообменника общий коэффициент Uчист включает конвективное сопротивление горячей среды, теплопроводность стенки и конвективное сопротивление холодной среды. Когда на поверхности появляются отложения, добавляются сопротивления Rf,1 и Rf,2. Поскольку сопротивления теплопередаче складываются последовательно, расчёт выполняют не сложением коэффициентов, а через обратные величины: 1/Uзагр = 1/Uчист + Rf,1 + Rf,2. Чем больше сумма сопротивлений, тем меньше рабочий коэффициент Uзагр. Единицы должны быть согласованы: U выражают в Вт/(м²·K), а сопротивление загрязнения — в м²·K/Вт.
Нельзя подставлять толщину слоя напрямую без его теплопроводности и нельзя смешивать сопротивление, уже включённое в паспортный U, с дополнительным сопротивлением повторно. Табличное сопротивление является оценкой: оно зависит от температуры стенки, скорости, состава воды, шероховатости, времени работы и наличия водоподготовки. Для пластинчатых аппаратов отложения одновременно уменьшают проходное сечение и увеличивают перепад давления. Полученный Uзагр используют в тепловой проверке площади: при том же Q и температурном напоре загрязнённому аппарату требуется больше поверхности. Если запас площади назначен слишком большим, это не отменяет фильтрацию, продувку и регулярную очистку.
В рабочем проекте фиксируют состояние поверхности, допустимое сопротивление, период обслуживания и критерий вывода в очистку. При диагностике сравнивают фактические температуры, расход и перепад давления с чистым расчётным режимом. Калькулятор оценивает только термическую часть и не заменяет подбор по гидравлике и химической совместимости. Отложения редко распределяются идеально равномерно. На входе аппарата слой может быть толще, а локальное заужение канала — сильнее среднего значения, поэтому расчётный Rf не описывает все местные эффекты.
Для диагностики полезно вести журнал температуры, расхода и перепада давления после очистки и в конце межсервисного периода. Рост сопротивления по гидравлике вместе с падением теплопередачи указывает на загрязнение убедительнее, чем один показатель мощности. После химической очистки проверяют совместимость реагента с металлом, прокладками и теплоносителем. Исходные данные фиксируют для расчётного режима и затем сверяют с фактическими измерениями. При изменении режима, среды или схемы результат пересчитывают, а окончательное решение подтверждают проектом, паспортом оборудования и наладкой на объекте.
| Составляющая | Единицы | Что означает |
|---|---|---|
| Uчист | Вт/(м²·K) | общий коэффициент чистой поверхности |
| Rf,1 | м²·K/Вт | отложения со стороны горячей среды |
| Rf,2 | м²·K/Вт | отложения со стороны холодной среды |
| Uзагр | Вт/(м²·K) | коэффициент после добавления сопротивлений |
| Перепад давления | Па или кПа | гидравлический признак уменьшения прохода |
1/Uзагр = 1/800 + 0,0002 = 0,00145. Uзагр ≈ 690 Вт/(м²·K). Загрязнение снизило коэффициент относительно чистого состояния.
Увеличение Rf не удваивает и не уменьшает U в той же пропорции: коэффициент считается через сумму сопротивлений. При большом чистом U влияние отложений заметнее.
Паспортное U относится к условиям чистого расчёта. Проверяют фактический расход, температуры, перепад давления и рассчитывают дополнительное сопротивление загрязнения по обследованию.
Только если это обосновано одинаковыми средами и режимами. Накипь, шлам и биологические отложения зависят от качества конкретного потока, поэтому горячую и холодную стороны обычно рассматривают отдельно.
Для рабочего проекта исходные данные проверяют по паспорту оборудования и фактическим измерениям на объекте.
Итог используют как предварительную оценку, а не как замену проектной проверке.
Сопротивления складываются обратно коэффициенту, и одинаковое процентное снижение не является универсальным правилом. При разных Uчист и отложениях результат будет разным; лучше вводить Rf в согласованных единицах.
Для рабочего проекта исходные данные проверяют по паспорту оборудования и фактическим измерениям на объекте.
Итог используют как предварительную оценку, а не как замену проектной проверке.
Сравнивают чистый расчёт с фактическими Q, расходами, температурами и перепадами давления. По одному признаку вывод делать нельзя: снижение мощности может быть вызвано воздухом, недостаточным расходом или ошибкой датчика.
Для рабочего проекта исходные данные проверяют по паспорту оборудования и фактическим измерениям на объекте.
Итог используют как предварительную оценку, а не как замену проектной проверке.
Нет. Формула меняет только коэффициент теплопередачи.
Уменьшение проходного сечения и рост потерь давления проверяют отдельным гидравлическим расчётом, особенно для пластинчатых аппаратов. Для рабочего проекта исходные данные проверяют по паспорту оборудования и фактическим измерениям на объекте.
Итог используют как предварительную оценку, а не как замену проектной проверке.
Нет. Запас помогает сохранить мощность при умеренном загрязнении, но не предотвращает накипь и не восстанавливает проходное сечение.
Фильтрация, водоподготовка и своевременная очистка остаются частью эксплуатации. Для рабочего проекта исходные данные проверяют по паспорту оборудования и фактическим измерениям на объекте.
Итог используют как предварительную оценку, а не как замену проектной проверке.
Чат помогает разобраться в устройстве и параметрах оборудования. Он не заменяет паспорт и инструкцию производителя.