Обогрев емкостей., Расчет тепловой мощности. Опции

[mihanina]

Уважаемые коллеги, стоит такая задача: поддержать температуру серной кислоты не ниже -15 град при более низких температурах наружного воздуха. Емкость расположена на улице.
Мои первоначальные решения следующие: в нижней части емкости необходимо предусмотреть некий нагревательный прибор (какой-нить самопальный регистр),контактирующий с емкостью, в который подаваться будет сетевая вода от котельной.
Расчет сопротивления теплопередаче рассчитываю, пренебрегая внутренним коэффициентом теплоотдачи от кислоты к емкости (т.к. какой он будет, не знаю), далее по толщине теплоизоляции и внешний коэффициент теплоотдачи.
Мощность по формуле теплопотерь, как для зданий, взяв площадь емкости: (ПИ)х(диаметр с учетом толщины утеплителя)*(высоту).
Однако, терзают смутные сомнения, что в действительности для круглых резервуаров, должна быть какая-то иная методика, о которой мне неизвестно.
Такая же задача поставлена и для резервуаров с дизтопливом, печным топливом бытовым БашНефтеСнаб, и флотационным маслом.
Но думаю, расчет не зависит от того, что в емкости (теплоемкость влияет только на время разогрева или охлаждения), а зависит от температуры жидкости, которую необходимо обогревать.
Помогите, плиз, рассейте мои сомнения, или напишите в каком моменте я заблуждаюсь!!!

[mihanina]

Уважаемые коллеги, стоит такая задача: поддержать температуру серной кислоты не ниже -15 град при более низких температурах наружного воздуха. Емкость расположена на улице.
Мои первоначальные решения следующие: в нижней части емкости необходимо предусмотреть некий нагревательный прибор (какой-нить самопальный регистр),контактирующий с емкостью, в который подаваться будет сетевая вода от котельной.
Расчет сопротивления теплопередаче рассчитываю, пренебрегая внутренним коэффициентом теплоотдачи от кислоты к емкости (т.к. какой он будет, не знаю), далее по толщине теплоизоляции и внешний коэффициент теплоотдачи.
Мощность по формуле теплопотерь, как для зданий, взяв площадь емкости: (ПИ)х(диаметр с учетом толщины утеплителя)*(высоту).
Однако, терзают смутные сомнения, что в действительности для круглых резервуаров, должна быть какая-то иная методика, о которой мне неизвестно.
Такая же задача поставлена и для резервуаров с дизтопливом, печным топливом бытовым БашНефтеСнаб, и флотационным маслом.
Но думаю, расчет не зависит от того, что в емкости (теплоемкость влияет только на время разогрева или охлаждения), а зависит от температуры жидкости, которую необходимо обогревать.
Помогите, плиз, рассейте мои сомнения, или напишите в каком моменте я заблуждаюсь!!!

[ing]

Добрый день.
Вы правы теплопередача через круглую стенку отличается от плоскости.
Есть очень удобная книжка(не знаю пользуются ли ее в вашей отрасли) Хижняков С.В. "Практические рассчеты тепловой изиляции".
Однако думаю ваша оценка вполне приемлема. На размерах емкостей кривизна несущественна.
Другое дело использование отопительного регистра с водой или паром. Для эксплуатации наиболее выгодно использовать котлы и теплообменники с органическими теплоносителями. При давлении 10 ата они позволяют доставить до 300 градусов тепло в дальнюю зону. Отсутствует коррозия труб со стороны теплоносителя, нет водоподготовки, нет потерь теплоносителя, нет опасности попадания теплоносителя в обогреваемый продукт.
ing

[tgv]

Добрый день.
Вы правы теплопередача через круглую стенку отличается от плоскости.
Есть очень удобная книжка(не знаю пользуются ли ее в вашей отрасли) Хижняков С.В. "Практические рассчеты тепловой изиляции".

а вы можете выложить хотя бы сканы страничек, где есть пример этого расчета
(актуальная информация), ведь и у зданий часто бывают криволинейные поверхности!

[ing]

У меня нет под рукой сканера.
Попробую поискать в инете.
ing

[asl]

...Расчет сопротивления теплопередаче рассчитываю, пренебрегая внутренним коэффициентом теплоотдачи от кислоты к емкости (т.к. какой он будет, не знаю), далее по толщине теплоизоляции и внешний коэффициент теплоотдачи.
Мощность по формуле теплопотерь, как для зданий, взяв площадь емкости: (ПИ)х(диаметр с учетом толщины утеплителя)*(высоту).
Однако, терзают смутные сомнения, что в действительности для круглых резервуаров, должна быть какая-то иная методика, о которой мне неизвестно.
Такая же задача поставлена и для резервуаров с дизтопливом, печным топливом бытовым БашНефтеСнаб, и флотационным маслом.
...

Вообщем вы правы.
Коэффициентом теплоотдачи от жидкости к стенке можно пренебречь на основании того, что он, как правило значительно выше, чем у воздуха-стенки.
При расчете площади поверхности резервуара не забудьте про дно и крышку
Да и если возьмете коэффициент запаса, думаю на вас никто не обидется.
По поводу нагревательного прибора, есть сомнения. Нет ли ограничений на температуру пооверхности регистра, а то вдруг какое-нибудь кипение или не дай бог еще чё-нибудь.

[Гость_ShaggyDoc_*]

...в нижней части емкости необходимо предусмотреть некий нагревательный прибор (какой-нить самопальный регистр),контактирующий с емкостью, в который подаваться будет сетевая вода от котельной.

Надо ли понимать, что контактирующий - это не погруженный внутрь кислоты?

Тогда теплопередача усложняется.

Если же регистр внутри, то все проще. Цилиндричность емкости, конечно влияет на расчет, но незначительно. Можно и пренебречь, хотя расчеты на разные режимы имеются в справочниках по тепловой изоляции. Практически можно представить емкость параллелепипедом.

Совершенно случайно недавно пришлось проверять систему обогрева стального противопожарного резервуара для температуры наружного воздуха минус 60. Показались подозрительными маленькие потери тепла в типовом решении - около 8 квт. Оказалось, что по расчету так и есть. Но очень ненадежно - дохленький змеевичок.

Если же греть снаружи, то тут лучше обмотать греющим кабелем. Мощность небольшая, управление легкое и проблем никаких.

[asl]

...Если же греть снаружи, то тут лучше обмотать греющим кабелем. Мощность небольшая, управление легкое и проблем никаких.

Или металлопластиковой трубой.

[mihanina]

Всем большое спасибо за участие и поддержку!

Вы правы теплопередача через круглую стенку отличается от плоскости.

ведь и у зданий часто бывают криволинейные поверхности!

Цилиндричность емкости, конечно влияет на расчет, но незначительно. Можно и пренебречь, хотя расчеты на разные режимы имеются в справочниках по тепловой изоляции. Практически можно представить емкость параллелепипедом.

диаметр емкости 7,7 метров, а в старом СНиПе "Тепловая изоляция" расчет для диаметров более 2 метров уже приравнивается как для плоской поверхности

По поводу нагревательного прибора, есть сомнения. Нет ли ограничений на температуру пооверхности регистра, а то вдруг какое-нибудь кипение или не дай бог еще чё-нибудь.

Технологи сказали: "Ничего страшного в морозы не будет!" Хотя, все можно отрегулировать!

Надо ли понимать, что контактирующий - это не погруженный внутрь кислоты?

Думаем вместе с технологами над этим. Для печного топлива однозначно будет змеевик, погруженный внутрь жидкости. А вот для кислоты так не получится, скорее всего либо кабель как Вы предложили, но есть ограничения на элэнергию, либо к емкости по всему периметру приварим "рубашку обогрева", внутрь которой будет подаваться теплоноситель.

Но для расчета тепловой мощности, как оказалось, гораздо важнее узнать время разогрева жидкости от одной температуры до требуемой по технологии.
Мощность при этом гораздо выше, все зависит от времени. На время разогрева также влияют теплопотери.
И большей проблемой для меня оказалось - определение площади поверхности змеевика. В частности, определение коэффициента теплоотдачи от регистра к жидкости. Здесь по теплопередаче получается свободная конвекция, описывающаяся критерием Грасгофа, при определении которого необходимо знать температуру стенки трубы. Я не придумал пока способа ее определить, а пока просто задался, и как проверить ее не знаю.
ShaqqyDoc, не подскажете какую-нить формулу?
Еще не разобрался, нужно ли при теплопередаче от одной жидкости к другой через трубу учитывать излучение при определении коэффициента теплоотдачи.
Пока вот остановился вот на этом этапе (прикладываю расчет в МатКад).
Делаю подобное первый раз, да и в МатКаде я не спец, так что прошу прощения за "качество" и "наглядность".
Буду признателен за любые замечания и указанные промахи, допущенные мною.
"Я - не волшебник, я только учусь!"
Спасибо, с уважением!

Прикрепленные файлы

 _______________.rar ( 30,28 килобайт ) Кол-во скачиваний: 858

 

[Гость_ShaggyDoc_*]

По электроэнергии: даже в самые застойные времена, когда использование электронагрева жестко ограничивалось, на технологию электроэнергию всегда давали. В Вашем случае обогрев является именно технологическим.

"Рубашки" приварные опасны. Даже если температура теплоносителя невелика, будут значительные напряжения. Рубашку не опрессуешь как трубу, швов много, вероятность аварий весьма велика. Большой резервуар всегда "дышит".

Расчеты "по науке" можно выполнить. Есть, например, "Справочник по теплообменным аппаратам" (авторов не помню, нет под рукой, издание конец 80-х годов). Там в общем виде, весьма грамотно, приводятся методики расчета самых разнообразных теплообменников, в том числе не только для воды и пара.

Однако встроенные змеевики надежнее делать конструктивно - "сколько войдет". Труба диаметром 50 - оптимально. Нагреет раньше, чем требуется по технологии - отключат или зарегулируют. А если нельзя, то все равно выше головы не прыгнешь. Иногда делали разогрев не внутри резервуара, а путем циркуляционного нагрева в специальных подогревателях - обычно типа "труба в трубе".

А "печное топливо" действительно в этой технологии надо разогревать? Может это какое-то новое "печное" топливо.

Советую также где-нибудь в архивах старых промышленных проектных институтов посмотреть типовые проекты резервуаров. Было много разных вариантов. Котельные, склады нефтепродуктов и т.п.

[mihanina]

А "печное топливо" действительно в этой технологии надо разогревать? Может это какое-то новое "печное" топливо.

Топливо вот здесь: http://bashneftehim.narod.ru/ptb.htm
Предполагается сначала просто хранить в емкости, а при необходимости в технологии использования топлива сначала разогреть, а потом использовать.

Расчеты "по науке" можно выполнить.

А если не "по науке" есть готовые формулы для коэффициентов теплоотдачи для такого случая, подобные формулам в СП "Проектирование тепловых пунктов" для расчета водоподогревателей?

По электроэнергии: даже в самые застойные времена, когда использование электронагрева жестко ограничивалось, на технологию электроэнергию всегда давали. В Вашем случае обогрев является именно технологическим.

Жмотит Заказчик электроэнергии, но сам же и понимает, что так гораздо надежнее.

"Рубашки" приварные опасны. Даже если температура теплоносителя невелика, будут значительные напряжения. Рубашку не опрессуешь как трубу, швов много, вероятность аварий весьма велика. Большой резервуар всегда "дышит".

Но объясняет, что всегда можно подварить и приварить, но я не верю ему, что это его устраивает.

Спасибо, с уважением!

[ing]

О литературе.
Здесь на сайте доступна очень интересная библиотека.
по данной теме:
My Webpage
Список литературы здесь
My Webpage
ing

[gilepp]

А почему Вы не хотите греть паром (если он конечно есть) ?
Если такой вариант рассматривается, то можете связаться с :
Егор Надвиков
региональный представитель
Термон ∙ Москва
105008 Россия ∙ Москва ∙ ул. Ф. Энгельса 31/35
т.: (095) 933-8556 ∙ ф.: (095) 933-8558 ∙ м. (903) 726-8279
http:/www.thermon.ru
Это хорошие специалисты по обогреву емкостей и трубопроводов.

[mihanina]

Если же греть снаружи, то тут лучше обмотать греющим кабелем. Мощность небольшая, управление легкое и проблем никаких.

Так и поступили с емкостями серной кислоты.

Однако встроенные змеевики надежнее делать конструктивно - "сколько войдет".

А это для печного топлива выполнили.

Теперь будем ждать суровой сибирской зимы.

почему Вы не хотите греть паром (если он конечно есть) ?...Термон ∙ Москва

Пара нет, и Москва далековато.

Спасибо ShaggyDoc и всем участникам за поддержку. С уважением!

[rezervuar]

А можете выложить чертежи резервуара.
Попробуем помочь с подогревом.
С уважением Юрий.

[Aleksandr17]

Добрый день!
Нужно рассчитать мощность обогрева (рубашки)для (реактора) аппарата по перемешивания микро и макро удобрений.
Объем реактора 4м3. Площа теплообмена =8,67м2.
Теплоноситель будет горячая вода от твердотопливного котла с параметрами 90/70(наверное).
Температура среда прибл.30-40град.С
Как правильно рассчитать?
Понимаю, что есть формула F=Q/(k*дельтаT),но это же для плоской стенки, а как со сферической не могу найти.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[oztech]

Да и если возьмете коэффициент запаса, думаю на вас никто не обидется.

Кстати, о коэффициентах запаса. А существуют ли какие-то общие рекомендации по выбору коэффициентов запаса по теплопроизводительности при проектировании? Т.е. та же тема - обогрев емкости (расчет потребности в теплоносителе). Сделан тепловой расчет, определены температуры и расход теплоносителя. Все это удалось найти в учебной и методической литературе. А дальше нужно задаться коэффициентом запаса, видимо, из соображений надежности. В примерах попадаются самые разные значения: минимум - 1,05, гораздо чаще - 1,2, 1,25, иногда доходит до 1,5. В атомной энергетике, где надежности и безопасности уделяют особенно много внимания, аналогичные коэффициенты запаса бывают 3 и более. Неужели это все берется с потолка?