Рассеяние тепла химического реактора, достаточно грубой оценки Опции

[oztech]

Подскажите, пожалуйста, как оценить потери тепла на рассеяние в окружающую среду от аппарата, в котором происходят экзотермические процессы с выделением порядка 15 млн ккал/час энергии. Поверхность, через которую рассеивается тепло, по моим расчетам составляет около 230 м².
Аппарат заизолирован, полагаю, что допустимая температура на его поверхности должна быть не выше 40 градусов (если есть какие-либо общие нормативы по безопасности промышленных помещений, то подскажите, пожалуйста, нормативно допустимую температуру).
Мне попадались расчеты, в которых от потолка приняты потери 10-15 %. Достаточно ли я привел данных для оценки справедливости таких величин?

[oztech]

Подскажите, пожалуйста, как оценить потери тепла на рассеяние в окружающую среду от аппарата, в котором происходят экзотермические процессы с выделением порядка 15 млн ккал/час энергии. Поверхность, через которую рассеивается тепло, по моим расчетам составляет около 230 м².
Аппарат заизолирован, полагаю, что допустимая температура на его поверхности должна быть не выше 40 градусов (если есть какие-либо общие нормативы по безопасности промышленных помещений, то подскажите, пожалуйста, нормативно допустимую температуру).
Мне попадались расчеты, в которых от потолка приняты потери 10-15 %. Достаточно ли я привел данных для оценки справедливости таких величин?

[oztech]

Странно. А если бы речь шла не о реакторе, а о куске трубопровода с той же боковой поверхностью (230 м²) и той же наружной температурой (40 градусов), мой вопрос о теплопотерях тоже вызвал бы затруднение у профессионалов?
И еще такой вопрос. То, что делается внутри реактора (или трубы - по-моему, это не принципиально) может сказаться только на толщине изоляции, если задано ограничение по наружной температуре. Таким образом, чтобы рассчитать теплопотери нужно знать коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху и задаться температурным перепадом. Вроде бы, тривиальная ситуация для тех, кто в теме. Или я не прав?
У нас же на форуме, в сообщении есть рекомендация, правда, не известно, откуда взятая, считать альфу равной 7 ккал/(м²*час*град). Теперь бы узнать, как рекомендуется в данном случае, т.е. при естественной конвекции, определяться с температурным напором в помещении.

[G_Ivan]

По температуре поверхности
ГОСТ Р 51337-99
Безопасность машин. Температуры касаемых поверхностей. Эргономические данные для установления предельных величин горячих поверхностей

http://vsegost.com/Catalog/18/18545.shtml
Ставьте 40 и не парьтесь, пролезет при любой проверке.

Касательно исходных данных и расчёта - смотрите любой расчёт теплоограждающих конструкций (сами найдёте ?).
Необходимо для расчёта ещё знать температуру внутри реактора, чтоб посчитать дельту.
В принципе вот вам от АВОКа
http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=82488
Программа для расчета тепловых потерь через плоскую многослойную стенку
http://vadim--111.narod2.ru/heat/
Программа предназначена для расчета тепловых потерь через заграждения печей и других агрегатов. Может быть использована при проектировании металлургических печей для подбора наиболее рациональной констукции огнеупорной стенки.

Сообщение отредактировал G_Ivan - 17.12.2014, 13:20

[oztech]

Спасибо за помощь. Поэкспериментировал с программой, чтобы получить хотя бы порядок величин (исходных данных у меня маловато). Получилось, что если в помещении 30, а на стенке выходит расчетом 40, то теплопотери очень маленькие, менее 0,2 %. Найти

любой расчёт теплоограждающих конструкций

мне несколько проблематично, так что, если дадите ссылку на что-нибудь самое доступное, буду обязан.

[GraNiNi]

Подскажите, пожалуйста, как оценить потери тепла на рассеяние в окружающую среду от аппарата, в котором происходят экзотермические процессы с выделением порядка 15 млн ккал/час энергии. Поверхность, через которую рассеивается тепло, по моим расчетам составляет около 230 м².
Аппарат заизолирован, полагаю, что допустимая температура на его поверхности должна быть не выше 40 градусов (если есть какие-либо общие нормативы по безопасности промышленных помещений, то подскажите, пожалуйста, нормативно допустимую температуру).
Мне попадались расчеты, в которых от потолка приняты потери 10-15 %. Достаточно ли я привел данных для оценки справедливости таких величин?

Вы случаем не ошиблись с величиной - 15 млн ккал/час?
Это будет: 15000000*4,2/3600 = 17500 кВт = 17,5 Мегаватт!

[oztech]

Вы случаем не ошиблись с величиной - 15 млн ккал/час?
Это будет: 15000000*4,2/3600 = 17500 кВт = 17,5 Мегаватт!

Число и у меня вызывает сомнение, сейчас перепроверяю его. Речь идет о сжигании фосфора, так что там значительное энерговыделение, но, к сожалению, для оценки этой величины никаких критериев у меня нет. Впрочем, на порядок расчетов это никак не сказывается: избыток энергии непосредственно в реакторе забирает циркулирующий теплоноситель, производство реально существует, значит, в итоге - все сбалансировано.
Еще такой вопрос. Какие существуют рекомендации по выбору температуры в помещении? В программе по умолчанию стояло 30 градусов. Это для производственных помещений типа горячих цехов такая норма?

[oztech]

Свои расчеты-таки перепроверил и убедился, что в порядке величины не ошибся. Более точное количество бросового тепла составило не 15, а 14 млн.

[GraNiNi]

Речь идет о сжигании фосфора, так что там значительное энерговыделение, но, к сожалению, для оценки этой величины никаких критериев у меня нет.

Понятно.
Это башня сжигания, при производстве термической фосфорной кислоты мощностью около 60 тыс т. в год.
30 градусов в цеху - кажется многовато, но данными не располагаю.

[G_Ivan]

Спасибо за помощь. Поэкспериментировал с программой, чтобы получить хотя бы порядок величин (исходных данных у меня маловато). Получилось, что если в помещении 30, а на стенке выходит расчетом 40, то теплопотери очень маленькие, менее 0,2 %. Найти мне несколько проблематично, так что, если дадите ссылку на что-нибудь самое доступное, буду обязан.

Собственно я вам его и дал. Просто сначала написал в общем, потом совесть заела, что человека в гугл посылаю - нашёл на АВОКе идополнил пост.

Сообщение отредактировал G_Ivan - 19.12.2014, 8:47

[oztech]

Понятно.
Это башня сжигания, при производстве термической фосфорной кислоты мощностью около 60 тыс т. в год.
30 градусов в цеху - кажется многовато, но данными не располагаю.

Вы совершенно правы, она самая. Вопросы по тепловому балансу возникли в связи с поиском резервов.

Собственно я вам его и дал. Просто сначала написал в общем, потом совесть заела, что человека в гугл посылаю - нашёл на АВОКе идополнил пост.

Спасибо за помощь, программа, действительно, полезная, но пока не было возможности освоить ее по-настоящему. Есть сомнения, что ей можно будет пользоваться, рассматривая в качестве одного из защитных слоев пленку фосфорной кислоты, как это имеет место в башнях производства ТФК. Но, в целом, с теплопотерями на башне сжигания картина существенно прояснилась (речь, естественно, о моих мозгах). Стало понятно, откуда взялись в литературе потери порядка 20 %, хотя через боковые поверхности рассеивается всего 0,2-0,5 %. В общем, очередной плюсик нашему форуму.

[lovial]

Число и у меня вызывает сомнение, сейчас перепроверяю его. Речь идет о сжигании фосфора, так что там значительное энерговыделение, но, к сожалению, для оценки этой величины никаких критериев у меня нет. Впрочем, на порядок расчетов это никак не сказывается: избыток энергии непосредственно в реакторе забирает циркулирующий теплоноситель, производство реально существует, значит, в итоге - все сбалансировано.
Еще такой вопрос. Какие существуют рекомендации по выбору температуры в помещении? В программе по умолчанию стояло 30 градусов. Это для производственных помещений типа горячих цехов такая норма?

По температуре в помещениях - ГОСТ http://www.docload.ru/Basesdoc/4/4654/
Немного непонятна задача - все работает, тепло отбирается - что надо посчитать? Есть реакция, технологи дадут объемы веществ, химики - выделение тепла, энергетики - сколько заберет теплоноситель, все, что остается - рассеивается в окружающую среду тремя способами...
Если есть доступ к установке - известна площадь и ориентация поверхностей изоляции, и можно замерить ее температуру - расчет не особо сложный, но там простой строительной теплотехникой не обойдется, ИМХО, надо Грасгофа с Прандтлем привлекать через Нуссельта...