Сколько квт тепла нужно на 1м2 площади: Как произвести расчет секций радиаторов отопления

Расчет мощности радиатора по площади, степени и объёму

25-12-2017

Отопление

Как вычислить мощность радиатора отопления для помещения с известными параметрами? Неизменно ли заявленная производителем мощность отопительного прибора соответствует настоящей? Смогут ли какие-то факторы оказать влияние на эффективность работы устройств? Позволяйте разбираться.

Потребность в тепле

Расчет мощности радиаторов отопления в квартире может выполняться:

• В помещениях со стандартной для многоквартирных домов высотой потолков (2,5 — 2,7 м) — по площади помещения, которое мы планируем отапливать;
• При большей высоте потолков — по отапливаемому объему.

Помимо этого: с целью достижения большой точности результата необходимо учесть последовательность дополнительных факторов. В их число входит количество окон, структура остекления, размещение квартиры в доме (в середине либо на периферии здания), толщина климатическая зона и стен.

Расчет по площади

Несложная схема расчета по площади выглядит так:

1. На 1 м2 площади в проект закладывается 0,1 киловатт тепловой мощности;

1. В климатических территориях с холодным либо жарким климатом употребляется коэффициент поправки. Потери тепла через ограждающие конструкции линейно зависят от отличия температур с улицей.

Вот значения коэффициента для различных значений средней температуры наиболее холодного месяца зимы:

Средняя температура января, С	Коэффициент
0 и выше	0,8
-15	1,2
-30	1,6
-40	2

Так, для квартиры площадью 70 м2 в Якутске (средняя температура января -38,6 С) пригодится 70*100*2=14000 ватт тепла.

Схема несложна, но всецело игнорирует последовательность перечисленных дополнительных факторов. Они учтены в методе расчета тепловой мощности по объему.

Расчет по объему

Как посчитать мощность радиатора при известном объеме квартиры?

• На кубометр объема берется 40 ватт тепловой мощности;
• Для граничащих с улицей помещений употребляется коэффициент 1,2, для крайних этажей — 1,3;
• На каждое окно добавляется 100 ватт;
• Употребляется уже приведенный в таблице выше региональный коэффициент.

Уточним данные прошлой расчетной задачи: квартира площадью 70 м2 имеет потолки высотой 3,2 окна и 4 метра; она находится в центре здания на первом этаже.

1. Количество квартиры равен 70*3,2=224 м3. Базовая тепловая мощность — 224*40=8960 ватт.
2. Первый этаж вынудит нас применять коэффициент 1,3: 8960*1,3=11648 ватт.
3. Окна увеличат и без того большую потребность в тепле: 11648+(5*100)=12148 ватт.
4. Наконец, бодрящий 60-градусный морозец января также внесет свои коррективы: 12148*2=24296. Нетрудно подметить, что отличие с первой методикой расчета очень внушительна.

Расчет по степени и объёму утепления

Прошлая схема хороша всем, не считая одного: она применима только для стандартного, соответствующего действующим СНиП утепления наружных стен здания. Что делать, если оно значительно лучше либо хуже?

В этом случае инструкция по расчету сводится к применению формулы Q=V*Dt*k/860.

В ней:

• V — кубатура помещения;
• Dt — разность показаний термометра в квартире и на улице;

Увидьте: в качестве уличной температуры берется средняя температура самой холодной пятидневки.

• k — очередной коэффициент, зависящий от степени утепления здания.

Описание утепления	K
Пенопластовая либо минерально-ватная шуба, энергосберегающие стеклопакеты	0,6-0,9
Кирпичные либо каменные стенки толщиной от 50 мм, однокамерные стеклопакеты	1-1,9
Узкая стеновая кладка (в кирпич), одинарное остекление	2-2,9
Отсутствие утепления (промышленные здания)	3-4

Давайте еще раз своими руками вычислим потребность в тепле для нашей квартиры в Якутске, применяв новые вводные:

• Средний минимум января — -41,5 С;
• Дом утеплен снаружи и снабжен тройными стеклопакетами (k=0,8). Все новые дома в Якутии соответствуют этому описанию.

Количество квартиры мы вычислили ранее, он равен 224 м3. Dt при температуре в помещении +22 С примет значение 22 — (-41,5) = 63,5 С.

В соответствии с приведенной нами формуле, Q=224*63,5*0,8/860=13,2  КВт.

Мощность прибора

Как вычислить мощность металлического радиатора отопления либо алюминиевой секционной батареи?

• Для конвекторов, панельных радиаторов и других цельных изделий сложной формы возможно только положиться на документацию производителя. Характеристики устройств постоянно присутствуют как минимум на его сайте.

• Для секционных устройств, кроме тех же данных, возможно ориентироваться на следующие значения:

Материал радиатора	Тепловой поток, Вт/секция
Чугун	160
Биметалл (сталь+алюминий)	180
Алюминий	200

Расчет мощности металлических радиаторов отопления из металлических труб (горизонтальных регистров) возможно выполнен по следующему методу:

1. Теплоотдача первой секции (нижней трубы) в ваттах равна D*L*Dt*36,5, где D -наружный диаметр секции, L — ее протяженность, а Dt — дельта температур между воздухом и поверхностью прибора в помещении.

Внимание: все величины вводятся в единицах СИ; в частности, диаметр переводится в метры.

1. Теплоотдача последующих секций рассчитывается с коэффициентом 0,9, потому, что они находятся в теплом восходящем потоке воздуха.

Так, для четырехсекционного прибора с диаметром секции 108 мм и длиной 4 метра при +20 в помещении и +80 на поверхности регистра теплоотдача будет равной 0,108*4*(80-20)*36,5+0,108*4*(80-20)*36,5*0,9*3=946+2554=3500 (с округлением) ватт.

Любопытно: при однообразных габаритных размерах металлической регистр отдает значительно меньше тепла, чем алюминиевый либо биметаллический радиатор. В этих устройствах привлекательна в первую очередь низкая цена : в качестве материала для их изготовления употребляются недорогие ВГП трубы.

Ограничивающие факторы

Во многих случаях настоящая мощность отопительных устройств оказывается заметно меньше паспортной.

Что может стать обстоятельством уменьшения эффективности?

• Уменьшение отличия температур с воздухом. Производители показывают характеристики устройств для Dt=70 С; при охлаждении теплоносителя либо нагреве воздуха в помещении действенная мощность будет уменьшатся.
• Неточность в выборе схемы подключения. При небольшой (до 10 секций) длине прибора стоит предпочесть боковое подключение; при большем количестве секций — диагональное либо «снизу вниз».
• Ограничение конвекции. Разнообразные экраны, короба и ниши способны уменьшить теплоотдачу на 15 — 30%.

Заключение

Сохраняем надежду, что приведенные схемы расчетов окажут помощь читателю спроектировать действенное отопление для собственной квартиры. Дополнительную тематическую данные возможно найти в видео в данной статье. Удач!

Количество теплоты и тепловая мощность. Расчет в Excel.

Опубликовано 13 Окт 2013
Рубрика: Теплотехника | 117 комментариев

Человечеству известно немного видов энергии – механическая энергия (кинетическая и потенциальная), внутренняя энергия (тепловая), энергия полей (гравитационная, электромагнитная и ядерная), химическая. Отдельно стоит выделить энергию взрыва,…

…энергию вакуума и еще существующую только в теории – темную энергию. В этой статье, первой в рубрике «Теплотехника», я попытаюсь на простом и доступном языке, используя практический пример, рассказать о важнейшем виде энергии в жизни людей — о тепловой энергии и о рождающей ее во времени тепловой мощности.

Несколько слов для понимания места теплотехники, как раздела науки о получении, передаче и применении тепловой энергии. Современная теплотехника выделилась из общей термодинамики, которая в свою очередь является одним из разделов физики. Термодинамика – это дословно «теплый» плюс «силовой». Таким образом, термодинамика – это наука об «изменении температуры» системы.

Воздействие на систему извне, при котором изменяется ее внутренняя энергия, может являться результатом теплообмена. Тепловая энергия, которая приобретается или теряется системой в результате такого взаимодействия с окружающей средой, называется количеством теплоты и измеряется в системе СИ в Джоулях.

Если вы не инженер-теплотехник, и ежедневно не занимаетесь теплотехническими вопросами, то вам, столкнувшись с ними, иногда без опыта бывает очень трудно быстро в них разобраться. Трудно без наличия опыта представить даже размерность искомых значений количества теплоты и тепловой мощности. Сколько Джоулей энергии необходимо чтобы нагреть 1000 метров кубических воздуха от температуры -37˚С до +18˚С?.. Какая нужна мощность источника тепла, чтобы сделать это за 1 час?.. На эти не самые сложные вопросы способны сегодня ответить «сходу» далеко не все инженеры. Иногда специалисты даже помнят формулы, но применить их на практике могут лишь единицы!

Прочитав до конца эту статью, вы сможете легко решать реальные производственные и бытовые задачи, связанные с нагревом и охлаждением различных материалов.  Понимание физической сути процессов теплопередачи и знание простых основных формул – это главные блоки в фундаменте знаний по теплотехнике!

Количество теплоты при различных физических процессах.

Большинство известных веществ могут при разных температуре и давлении находиться в твердом, жидком, газообразном или плазменном состояниях. Переход из одного агрегатного состояния в другое происходит при постоянной температуре (при условии, что не меняются давление и другие параметры окружающей среды) и сопровождается поглощением или выделением тепловой энергии. Не смотря на то, что во Вселенной 99% вещества находится в состоянии плазмы, мы в этой статье не будем рассматривать это агрегатное состояние.

Рассмотрим график, представленный на рисунке. На нем изображена зависимость температуры вещества Т от количества теплоты Q, подведенного к некой закрытой системе, содержащей определенную массу какого-то конкретного вещества.

1. Твердое тело, имеющее температуру T1, нагреваем до температуры Tпл, затрачивая на этот процесс количество теплоты равное Q1.

2. Далее начинается процесс плавления, который происходит при постоянной температуре Тпл (температуре плавления). Для расплавления всей массы твердого тела необходимо затратить тепловой энергии в количестве Q2— Q1.

3. Далее жидкость, получившаяся в результате плавления твердого тела, нагреваем до температуры кипения (газообразования) Ткп, затрачивая на это количество теплоты равное Q3—Q2.

4. Теперь при неизменной температуре кипения Ткп жидкость кипит и испаряется, превращаясь в газ. Для перехода всей массы жидкости в газ необходимо затратить тепловую энергию в количестве Q4—Q3.

5. На последнем этапе происходит нагрев газа от температуры Ткп до некоторой температуры Т2. При этом затраты количества теплоты составят Q5—Q4. (Если нагреем газ до температуры ионизации, то газ превратится в плазму.)

Таким образом, нагревая исходное твердое тело от температуры Т1 до температуры Т2 мы затратили тепловую энергию в количестве Q5, переводя вещество через три агрегатных состояния.

Двигаясь в обратном направлении, мы отведем от вещества то же количество тепла Q5, пройдя этапы конденсации, кристаллизации и остывания от температуры Т2 до  температуры Т1. Разумеется, мы рассматриваем замкнутую систему без потерь энергии во внешнюю среду.

Заметим, что возможен переход из твердого состояния в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такой процесс именуется возгонкой, а обратный ему процесс – десублимацией.

Итак, уяснили, что процессы переходов между агрегатными состояниями вещества характеризуются потреблением энергии при неизменной температуре. При нагреве вещества, находящегося в одном неизменном агрегатном состоянии, повышается температура и также расходуется тепловая энергия.

Главные формулы теплопередачи.

Формулы очень просты.

Количество теплоты Q в Дж рассчитывается по формулам:

1. Со стороны потребления тепла, то есть со стороны нагрузки:

1.1. При нагревании (охлаждении):

Q=m*c*(Т2-Т1)

Здесь и далее:

m – масса вещества в кг

с – удельная теплоемкость вещества в Дж/(кг*К)

1.2. При плавлении (замерзании):

Q=m*λ

λ – удельная теплота плавления и кристаллизации вещества в Дж/кг

1.3. При кипении, испарении (конденсации):

Q=m*r

r – удельная теплота газообразования и конденсации вещества в Дж/кг

2. Со стороны производства тепла, то есть со стороны источника:

2.1. При сгорании топлива:

Q=m*q

q – удельная теплота сгорания топлива в Дж/кг

2. 2

t – время в с

I – действующее значение тока в А

U – действующее значение напряжения в В

R – сопротивление нагрузки в Ом

Делаем вывод – количество теплоты прямо пропорционально массе вещества при всех фазовых превращениях и при нагреве дополнительно прямо пропорционально разности температур. Коэффициенты пропорциональности (c, λ, r, q) для каждого вещества имеют свои значения и определены опытным путем (берутся из справочников).

Тепловая мощность N в Вт – это количество теплоты переданное системе за определенное время:

N=Q/t

Чем быстрее мы хотим нагреть тело до определенной температуры, тем большей мощности должен быть источник тепловой энергии – все логично.

Расчет в Excel прикладной задачи.

В жизни бывает часто необходимо сделать быстрый оценочный расчет, чтобы понять – имеет ли смысл продолжать изучение темы, делая проект и развернутые точные трудоемкие расчеты. Сделав за несколько минут расчет даже с точностью ±30%, можно принять важное управленческое решение, которое будет в 100 раз более дешевым и в 1000 раз более оперативным и в итоге в 100000 раз более эффективным, чем выполнение точного расчета в течение недели, а то и месяца, группой дорогостоящих специалистов…

Условия задачи:

В помещение цеха подготовки металлопроката размерами 24м х 15м х 7м завозим со склада на улице металлопрокат в количестве 3т. На металлопрокате есть лед общей массой 20кг. На улице -37˚С. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть металл до +18˚С; нагреть лед, растопить его и нагреть воду до +18˚С; нагреть весь объем воздуха в помещении, если предположить, что до этого отопление было полностью отключено? Какую мощность должна иметь система отопления, если все вышесказанное необходимо выполнить за 1час? (Очень жесткие и почти не реальные условия – особенно касающиеся воздуха!)

Расчет выполним в программе MS Excel или в программе OOo Calc.

С цветовым форматированием ячеек и шрифтов ознакомьтесь на странице «О блоге». 

Исходные данные:

1. Названия веществ пишем:

в ячейку D3: Сталь

в ячейку E3: Лед

в ячейку F3: Лед/вода

в ячейку G3: Вода

в ячейку G3: Воздух

2. Названия процессов заносим:

в ячейки D4, E4, G4, G4: нагрев

в ячейку F4: таяние

3. Удельную теплоемкость веществ c в Дж/(кг*К) пишем  для стали, льда, воды и воздуха соответственно

в ячейку D5: 460

в ячейку E5: 2110

в ячейку G5: 4190

в ячейку H5: 1005

4. Удельную теплоту плавления  льда λ в Дж/кг вписываем

в ячейку F6: 330000

5.  Массу веществ m в кг вписываем соответственно для стали и льда

в ячейку D7: 3000

в ячейку E7: 20

Так как при превращении льда в воду масса не изменяется, то

в ячейках F7 и G7: =E7=20

Массу воздуха находим произведением объема помещения на удельный вес

в ячейке H7: =24*15*7*1,23=3100

6. Время процессов t в мин пишем только один раз для стали

в ячейку D8: 60

Значения времени для нагрева льда, его плавления и нагрева получившейся воды рассчитываются из условия, что все эти три процесса должны уложиться в сумме за такое же время, какое отведено на нагрев металла. Считываем соответственно

в ячейке E8: =E12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=9,7

в ячейке F8: =F12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=41,0

в ячейке G8: =G12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=9,4

Воздух также должен прогреться за это же самое отведенное время, читаем

в ячейке H8: =D8=60,0

7.  Начальную температуру всех веществ T1 в ˚C заносим

в ячейку D9: -37

в ячейку E9: -37

в ячейку F9: 0

в ячейку G9: 0

в ячейку H9: -37

8. Конечную температуру всех веществ T2 в ˚C заносим

в ячейку D10: 18

в ячейку E10: 0

в ячейку F10: 0

в ячейку G10: 18

в ячейку h20: 18

Думаю, вопросов по п.7 и п.8 быть недолжно.

Результаты расчетов:

9. Количество теплоты Q в КДж, необходимое для каждого из процессов рассчитываем

для нагрева стали в ячейке D12: =D7*D5*(D10-D9)/1000=75900

для нагрева льда в ячейке E12: =E7*E5*(E10-E9)/1000= 1561

для плавления льда в ячейке F12: =F7*F6/1000= 6600

для нагрева воды в ячейке G12: =G7*G5*(G10-G9)/1000= 1508

для нагрева воздуха в ячейке h22: =H7*H5*(h20-H9)/1000= 171330

Общее количество необходимой для всех процессов тепловой энергии считываем

в объединенной ячейке D13E13F13G13h23: =СУММ(D12:h22) = 256900

В ячейках D14, E14, F14, G14, h24,  и объединенной ячейке D15E15F15G15h25 количество теплоты приведено в дугой единице измерения – в ГКал (в гигакалориях).

10. Тепловая мощность N в КВт, необходимая для каждого из процессов рассчитывается

для нагрева стали в ячейке D16: =D12/(D8*60)=21,083

для нагрева льда в ячейке E16: =E12/(E8*60)= 2,686

для плавления льда в ячейке F16: =F12/(F8*60)= 2,686

для нагрева воды в ячейке G16: =G12/(G8*60)= 2,686

для нагрева воздуха в ячейке h26: =h22/(H8*60)= 47,592

Суммарная тепловая мощность необходимая для выполнения всех процессов за время t рассчитывается

в объединенной ячейке D17E17F17G17h27: =D13/(D8*60) = 71,361

В ячейках D18, E18, F18, G18, h28,  и объединенной ячейке D19E19F19G19h29 тепловая мощность приведена в дугой единице измерения – в Гкал/час.

На этом расчет в Excel завершен.

Выводы:

Обратите внимание, что для нагрева воздуха необходимо более чем в два раза больше затратить энергии, чем для нагрева такой же массы стали.

При нагреве воды затраты энергии в два раза больше, чем при нагреве льда. Процесс плавления многократно больше потребляет энергии, чем процесс нагрева (при небольшой разности температур).

Нагрев воды в десять раз затрачивает больше тепловой энергии, чем нагрев стали и в четыре раза больше, чем нагрев воздуха.

Мы вспомнили понятия «количество теплоты» и «тепловая мощность», рассмотрели фундаментальные формулы теплопередачи, разобрали практический пример. Надеюсь, что мой язык был прост и понятен.

Ссылка на скачивание файла: raschet-teplovoy-moshchnosti (xls 19,5KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Как рассчитать площадь поверхности, необходимую для солнечных панелей

27 мая 2013 г. Основы, Солнечная энергияОбласть, Эффективность, Электромагнитная волна, Излучение, Солнечная энергия, Солнечная панель Ясир Ахмед (он же Джон)

Вы оценили необходимый размер солнечной системы и готовы приобрести на рынке оборудование для ее установки.

Но подождите, вы уверены, что у вас достаточно места в саду, на заднем дворе или на крыше для установки солнечных батарей? Как вы можете сделать приблизительную оценку площади, необходимой для солнечных батарей? Вот быстрый и простой способ сделать это.

Фотоэлектрические панели на крыше

Предположим, вы хотите установить 10 солнечных панелей мощностью 100 Вт каждая и с эффективностью преобразования 18%. Полная выходная мощность солнечной системы может быть рассчитана как:

Полная выходная мощность = Общая площадь x Солнечное излучение x Эффективность преобразования

Солнечная радиация для поверхности, перпендикулярной солнечным лучам на уровне моря в ясный день, составляет около 1000 Вт/м 9 .0015 2 , а эффективность преобразования составляет 18%. Подключение этого числа в вышеуказанное уравнение мы получаем:

1000 Вт = общая площадь x 1000 Вт/м ² x 0,18

или

Общая площадь = 1000/180 = 5,56 М ²

9000

. Если вы собираетесь установить все панели в одну линию, вам потребуется пространство примерно 1 м x 5,56 м (каждая панель имеет размер 1 м x 0,556 м) на крыше. Ну вот. У вас есть приблизительная оценка пространства, необходимого для солнечных панелей вашей системы.

Примечание:

1. Помните, что солнечные батареи обычно устанавливаются под углом к ​​поверхности земли, и это может несколько изменить результаты. Пример подробного расчета смотрите в следующем посте.

2. Приборы обычно работают от переменного напряжения, в то время как солнечная панель вырабатывает постоянное напряжение, а батарея также работает от постоянного тока. Поэтому для преобразования постоянного тока в переменный необходим инвертор, а при преобразовании могут быть значительные потери.

3. Представьте, что солнечная панель имеет КПД преобразования 100%, т.е. она преобразует всю солнечную энергию в электрическую, тогда все, что вам нужно, это 1 м ² солнечная панель для производства 1000 Вт электроэнергии :).

Автор: Ясир Ахмед (он же Джон)

Более 20 лет опыта работы в различных организациях в Пакистане, США и Европе. Работал научным сотрудником в группе мобильных и портативных радиостанций (MPRG) Технологического института Вирджинии и был одним из первых исследователей, предложивших пространственно-временные блочные коды для восьми передающих антенн. Сотрудничество с MPRG продолжалось даже после получения степени MSEE и привело к 12 исследовательским публикациям и книге по беспроводным коммуникациям. Работал в Qualcomm USA в качестве инженера с ключевой ролью тестирования производительности и соответствия модемов UMTS. Qualcomm является изобретателем технологии CDMA и владеет патентами, критически важными для стандартов 5G и 4G.

5,00 сред. рейтинг ( 95 % баллов) — 3 голосов

Сколько тепла вам нужно? Потребность в тепле должна быть преобразована в электроэнергию, после чего для работы можно выбрать наиболее практичный нагреватель.

Независимо от того, идет ли речь о нагреве твердых тел, жидкостей или газов, метод или подход к определению требуемой мощности одинаков.

 

Определение проблемы нагрева

Ваша проблема нагрева должна быть четко сформулирована, уделяя особое внимание определению рабочих параметров. Прежде чем двигаться дальше, убедитесь, что у вас есть следующая информация:

 

• Ожидаемые минимальные стартовая и конечная температуры
• Максимальный расход нагреваемого материала(ов)
• Время, необходимое для пускового нагрева и времени рабочего цикла
• Масса и размеры как нагретого(ых) материала(ов), так и содержащего(их) сосуда(ов)
• Влияние изоляции и ее тепловых свойств
• Электрические требования — напряжение
• Методы измерения температуры и место(я)
• Тип регулятора температуры
• Регулятор мощности типа
• Электрические ограничения

Разрабатываемая вами тепловая система может не учитывать все возможные или непредвиденные потребности в отоплении, поэтому помните о коэффициенте безопасности. Коэффициент безопасности увеличивает мощность нагревателя сверх расчетных требований.

 

Расчет требуемой мощности

Общая необходимая тепловая энергия (кВтч или БТЕ) представляет собой либо тепло, необходимое для запуска, либо тепло, необходимое для поддержания заданной температуры. Это зависит от того, какой расчетный результат больше.

 

Требуемая мощность (кВт) – это значение тепловой энергии (кВтч), деленное на необходимое время запуска или рабочего цикла. Номинальная мощность нагревателя в кВт будет равна большему из этих значений плюс коэффициент безопасности.

 

Расчет пусковых и эксплуатационных требований состоит из нескольких отдельных частей, которые лучше выполнять отдельно. Однако для быстрой оценки требуемой тепловой энергии можно использовать краткий метод.

Краткий метод

Запуск ВАТТЫ = A + C + 2/3L + Коэффициент безопасности

Операционные ватты = B + D + L + Коэффициент безопасности

Коэффициент безопасности обычно составляет от 10 до 35 процентов на основе применения. .

A = количество ватт, необходимое для повышения температуры материала и оборудования до рабочей точки в течение желаемого времени

B = количество ватт, необходимое для повышения температуры материала во время рабочего цикла

 

Уравнение A и B (Потребляемая мощность при повышении температуры)

             Вес материала (фунты) x удельная теплоемкость материала (°F) x превышение температуры (°F)

– – –           – –––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Запуск или время цикла (HRS) x 3,412

C = ват, необходимые для плавления или испарения материала в течение рабочего периода

D = Ватт, необходимые для расплава или испарения материала во время рабочего цикла

.  

Уравнение для C и D (Потребляемая мощность при плавлении или испарении)                                               

                Масса материала (фунты) x теплота плавления или парообразования (БТЕ/фунт)

                       –––––––––––––––––––

Запуск или Время цикла (HRS) x 3,412

L = ВАТТЫ, потерянные с поверхностей при использовании проводимости, излучение использования тепла тепло кривые или конвекция используйте кривые тепловых потерь                         

Уравнение для L (утерянные ватты)

Термическая проводимость материала или изоляции (BTU X. 2 ) x Темп. перепад температуры окружающей среды (°F)

––––––

                                                                      Толщина материала или изоляции (дюймы) x 3,412

Расчет мощности

Поглощенная энергия, теплота, необходимая для повышения температуры материала

Поскольку все вещества нагреваются по-разному, для изменения температуры требуется разное количество тепла. Удельной теплоемкостью вещества называется количество теплоты, необходимое для повышения температуры единицы количества вещества на один градус. Называя количество подведенного тепла Q, которое вызовет изменение температуры ∆T на вес вещества W, при удельной теплоемкости материала Cp, тогда Q = w x Cp x ∆T.

Поскольку все расчеты производятся в ваттах, вводится дополнительное преобразование 3,412 БТЕ = 1 Вт-ч.

Q _A или Q _B = W X CP x ∆T

––––––––

3,412

QA. -Вверх (Втч)

QB = Теплота, необходимая для повышения температуры материалов, обрабатываемых в рабочем цикле (Втч)

w = Вес материала (фунты)

Cp = Удельная теплоемкость материала (БТЕ/фунт x °F)

∆T = Температура Подъем материала (T _Final — T _Initial )(°F)

 

Теплота, необходимая для плавления или испарения материала

Теплота, необходимая для плавления материала, известна как скрытая теплота плавления и представлена по H _f . Другое изменение состояния связано с испарением и конденсацией. Скрытая теплота парообразования H _v вещества — это энергия, необходимая для превращения вещества из жидкости в пар. Такое же количество энергии высвобождается, когда пар снова конденсируется в жидкость.

Q _C или Q _D = W X H _{F или V}

— ––––

3,412

Q

4. Нагрев (Втч)

Q _D = Теплота, необходимая для плавления/испарения материалов, обрабатываемых в рабочем цикле (Втч)            

w = Вес материала (фунты)

H _f = Скрытая теплота плавления (БТЕ/фунт H5

_V = скрытая теплота испарения (BTU/LB)

Тепловые потери тепла

Теплопроводя между частями одного и того же тела при разных температурах.

Q _L1 = K x a x ∆t x te [1]

––––––––

3,412 x L

Q 9014 LAMPUSTION x L

Q _LAMPURIONS x L

. (WH)

K = теплопроводность (BTU x in./ft ² x ° F x час)

A = Площадь поверхности теплопередачи (Ft ​​ ² )

L = толщина материала (дюйм)

∆t = разность температур в материале (T ₂ -T ₁ ) ° F

TE = время воздействия (HR)

Тепловые потери при конвекции                                                  

Конвекция является частным случаем теплопроводности. Конвекция определяется как перенос тепла из высокотемпературной области в газ или жидкость в результате движения масс жидкости.

Q _L2 = A • F _SL • C _F

Q _L2 = Конвекционные тепловые потери (WH)

A = область поверхности (in2)

F

. 9021 F 9021 F

. Коэффициент поверхностных конвекционных потерь (Вт/дюйм2), оцененный при температуре поверхности        

C _F = Коэффициент ориентации поверхности: нагреваемая поверхность обращена горизонтально (1,29), Вертикально (1,00), Нагреваемая поверхность направлена ​​вниз горизонтально (0,63) 

 

Тепловые потери на излучение                    

Потери на излучение не зависят от ориентации поверхности. Коэффициент излучения используется для корректировки способности материала излучать тепловую энергию.

Q _L3 = A x F _SL x e                                                        

Q _L3 = Радиационные тепловые потери0005

A = площадь поверхности (дюйм2)

F _SL = коэффициент потерь излучения черного тела при температуре поверхности (Вт/дюйм2)

e = поправочный коэффициент коэффициента излучения поверхности материала

Если требуется только конвекционная составляющая, то радиационная составляющая должна определяться отдельно и вычитаться из объединенной кривой.

Q _L4 = a x f _SL

Q _L4 = Потери на поверхностном тепла комбинированной конвекции и радиации (WH)

A = Площадь поверхности (в ² )

F _SL = Комплектный коэффициент поверхности. Температура поверхности (w/в ² )

Общие потери тепла

Общая проводимость, конвекция и тепловая потери радиации суммируются вместе, чтобы обеспечить все потери в уравнениях электроэнергии.

Q _L = Q _L1 + Q _L2 + Q _L3  Если потери на конвекцию и излучение рассчитываются отдельно. (Поверхности не являются равномерно изолированными, и потери должны рассчитывать отдельно.)

или

Q _L = Q _L1 + Q _L4 Если используются комбинированные изгибные сгуждения. (Трубы, воздуховоды, тела с одинаковой изоляцией.)   

 

Оценка мощности

После расчета требований к пусковой и рабочей мощности необходимо провести сравнение и оценить различные варианты.