расчет водоводяного теплообменника

[m_kostik]

Здравствуйте, уважаемые коллеги!
Помогите дилетанту. Имея непрофильное высшее техническое образование волею судеб работаю теплотехником. Поэтому прошу войти в положение. Задача такая: имеется бак с водой (1.2 м3), которую необходимо нагреть от 10 до 45 С. Для этого в нее запускается змеевик в горячей водой, температура и скорость которой известны (65 С, 1 м/с). Вопросы: за какое время произойдет нагрев, какова должна быть длина змеевика и его сечение для нагрева воды за 10ч, на сколько нагреется вода за 10 ч? Я не прошу решить за меня задачу - дайте хотя бы ясную методику. А то вот нашел чей-то курсовик, но там теплообменник "труба в трубе", в моем случае не подходит.

[Bubliks]

для начала не хватает: из какого материала бак, толщина стенок материала, наружная температура воздуха, обдувается ли бак ветром (если да, то скорость ветра), габаритные размеры бака. Где установлен бак на воздухе или зарыт в землю, закрыт сверху крышкой или поверхность воды контактирует с воздухом. Эти данные нужны, потому что бак будет терять тепло и нагреватель должен будет это тепло компенсировать.

[Bubliks]

Для расчета змеевика надо задаться материалом змеевика и знать толщину стенок змеевика. Чтобы рассчитать необходимое сечение и длину змеевика, надо задаться температурой воды на выходе, а затем повторить расчет, зная площадь поверхности змеевика

[Bubliks]

Приблизительный расчет сечения (температурой воды на выходе надо задаваться)
Qвз=Qвб+Qпб+Qб
Qвз - энергия, расходуемая змеевиком для нагрева, кДж•ч
Qвб - энергия, требуемая для нагрева воды в баке, кДж•ч
Qпб - потери тепла стенками бака, кДж•ч
Qб - потери тепла на нагрев бака, кДж•ч
думаю, можно принять Qпб=1,2*Qвб

Qвз=Мвз*Свз*(tз1-tз2)*τ кДж•ч
Мвз - масса воды, которая пройдет за время τ, кг
Свз - средняя для tз1 и tз2 для теплоемкость воды, кДж/(кг•К)
tз1 - температура воды на входе змеевика, °C
tз2 - температура воды на выходе змеевика, °C
τ-время нагрева, ч

Qвб=Мвб*Свб*(tб2-tб1)*τ кДж•ч
Мвб - масса воды в баке, кг
Свб - средняя для tб1 и tб2 для теплоемкость воды, кДж/(кг•К)
tб1 - начальная температура воды в баке, °C
tб2 - конечная температура воды в баке, °C

Qб=Мб*Сб*(t2-t1)*τ кДж•ч
Мб - масса бака, кг
Сб - средняя для t1 и t2 для теплоемкость материала бака, кДж/(кг•К)
t1 - начальная температура бака, °C
t2 - конечная температура бака, °C,
если бак из металла, то можно принять
t1=tб1, t2=tб2, а если из другого материала или из нескольких материалов, то задача усложниться еще больше, т.к. надо будет отдельно посчитать насколько прогреется каждый материал бака
Решая эти уравнения находим Мвз
Sз - сечение змеевика, м²
Sз=Мвз/(ρ*ω) м²
ρ - средняя плотность воды в змеевике, кг/м³
ω - скорость воды в змеевике, м/с

По остальным вопросам могу только порекомендовать литературу, там расчет немного пообъемнее, а писать много нет времени

[Bubliks]

Если у вас есть курсовик, то оттуда можно взять формулы по отдаче тепла водой внутри трубы, а для расчета интенсивности нагрева воды в баке ищете формулы по теплоотдаче трубой при свободной конвекции.

[m_kostik]

[Bubliks]

Теплопередача. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел В.С.; М.: Энериия, 1975.
Барановский, Коваленко - Пластинчатые и спиральные теплообменники

[Lemb]

[RebrovaInna]

есть у кого нибудь тепловой расчет котла ТГМЕ-464 Е-500-13,7-560-ГМ или подскажите где взять