Нагрев воздуха, проходящего через вентилятор, Помогите с расчетом! Опции

[winch]

Есть задача: оценить, на сколько нагреется воздух, перемещаемый вентилятором. Вентилятор - центробежный. Рабочая точка - 27.48 кВт.
Объем воздуха - 40000 м3/час. Начальная энтальпия - 29,5 кДж/кг.
Считаю так:
Q=L*1.2*(iконечн.-iначальн.)
27.48=40000*1,2*(iконечн-29.5)
Отсюда конечная энтальпия равна 30,07 кДж/кг
По i-d диаграмме нахожу температуру конечной точки. По сравнению с начальной - разница в полградуса.
Проектировщик же утверждает. что должно быть минимум на 3 градуса больше.

Я неправильно считаю?

Сообщение отредактировал winch - 5.8.2008, 16:33

[winch]

Есть задача: оценить, на сколько нагреется воздух, перемещаемый вентилятором. Вентилятор - центробежный. Рабочая точка - 27.48 кВт.
Объем воздуха - 40000 м3/час. Начальная энтальпия - 29,5 кДж/кг.
Считаю так:
Q=L*1.2*(iконечн.-iначальн.)
27.48=40000*1,2*(iконечн-29.5)
Отсюда конечная энтальпия равна 30,07 кДж/кг
По i-d диаграмме нахожу температуру конечной точки. По сравнению с начальной - разница в полградуса.
Проектировщик же утверждает. что должно быть минимум на 3 градуса больше.

Я неправильно считаю?

Сообщение отредактировал winch - 5.8.2008, 16:33

[ivan-l-ing]

Где эл. двигатель?

[winch]

В одной секции с вентилятором, клиноременная передача.

[Гость_ArFey_*]

Ну, Вы батенька и голова... Всю жизнь все проектировщики не заморачивались и брали от 0,5 до 1 градуса. А Вы по-нашему, по-научному! Уважаю! Аркадий

[Litvinov]

...
Проектировщик же утверждает. что должно быть минимум на 3 градуса больше.
...

это он зря так "погарячился"
потому что

Всю жизнь все проектировщики не заморачивались и брали от 0,5 до 1 градуса.

+1

[winch]

Я понимаю, господа, что проектировщики не заморачивались
Но шибко ушлые заказчики, да и объект сурьёзный! Надоть посчитать точно..

[Litvinov]

ну так вы устройте очную ставку с проектировщиком при заказчике, и сравните свои рачеты...
ваш расчет похож на правду (это я с первого взгляда и ... после работы посмотрел:))))
а потом напишите нам что ответил тот проектировщик.
ну очень интересно узнать, что же такое происходит в вентиляторе? что бы нагреть воздух на 3 градуса???

[jota]

Во-первых, не дружите с элементарной алгеброй - получили то,что задали: 29,5=29,5
Во-вторых, не вся мощность эл.двигателя переходит в тепло - это не эл.печь, а агрегат выплняющий работу по перемещению воздуха. В тепло уходит потраченная энергия сверх этой работы, которая определяется:
Рт= Рполн(1-КПД). Полученные ватты добавьте на диаграмме и будет Вам температура.
Вы не дали ещё одного параметра (отн.влажность или температура начальная)
Приняв КПД = 0,7; Рт = 8,24 кВт
Приняв отн.влажн. 50%, у меня получилась Тнач=15*С; Тконечн = 15,6*С
Если же считать, что электродвигатель - печка и всю мощность преобразует в тепло, тогда Тконечн.=17*С
Так что думайте, у Вас вентилятор или печка......

Сообщение отредактировал jota - 5.8.2008, 16:43

[winch]

Не алгебра, а рассеяность)
30,07 получилось, как раз по этой энтальпии и вышла разница в полградуса (даже меньше).
А неполный переход в тепловую энергию в двигателе я учитывал.

Параметры начальной точки: 10.7 по Цельсию, 92% влажности

Сообщение отредактировал winch - 5.8.2008, 16:44

[jota]

Т1=10,7*С; ф = 92%; энталпия h=30,7
+ Рт= 8,25 кВт
Т2=11,3*С; ф = 88%
энталпия h=31,3


Сообщение отредактировал jota - 5.8.2008, 16:58

[winch]

jota: я так понимаю, программа подбора вентилятора выдает уже учитывающее КПД значение мощности.

Переговорил с проектировщиком. Он безобъяснительно ссылается на формулу:

Q=L*(iк-iн)/3000
Откуда такая формула - я не понимаю, если честно

[jota]

Формула может и правильная, не знаю. Но iк - неизвестная величина. Вы её и хотите узнать. Попробуйте вывести её за скобки и преобразовать формулу. У меня ерунда получилась. Неизвестно в какой системе единиц действует эта формула. Мне проще и быстрее по электронной диаграмме

[LordN]

Во-вторых, не вся мощность эл.двигателя переходит в тепло

в любом случае вся энергия превращается в тепло. другой вопрос - где именно она это сделает, до момента выхода воздуха из вент.системы и из сети или уже после.
если стоит задача учесть возможное теплопоступление от вентилятора - то считайте все 100%. они в любом случае окажутся в помещении и окажут влияние на баланс.

[jota]

в любом случае вся энергия превращается в тепло. другой вопрос - где именно она это сделает, до момента выхода воздуха из вент.системы и из сети или уже после.
если стоит задача учесть возможное теплопоступление от вентилятора - то считайте все 100%. они в любом случае окажутся в помещении и окажут влияние на баланс.

Вона как.....
Тогда развивая мысль, - любая произведённая работа в конечном итоге переходит в тепло.....
Потому и потепление климата. Надо меньше работать.....

[ivan-l-ing]

А кстати ведь могут быть устаны частотники... ведь тоже повлияет на кпд

[winch]

Нет, частотников не предусмотрено

[kord]

To LordN
Действительно, ВСЯ энергия должна прейти в тепло. Однако думаю что существует несколько мест выделения этого тепла.
Обычно учитывают тепло, передающееся от двигателя к воздуху.
А остальное тепло в значительной мере будет выделяться на ограждении камеры, тех же фильтрах, воздуховодах и т.д. И часть тепла рассеится через ограждения, а не передастся воздуху.
Имхо - не вся энергия будет греть воздух. Но в обслуживаемое помещение видимо поступит ВСЯ энергия.....
Михаил

[ivan-l-ing]

Надо меньше работать.....

Точно, надо оставить на рабочем месте вместо себя обогреватель этак на 200Вт с запасцем и раз в месяц за з/п. (для особо требовательных 300 Вт)

[Гость_Любознательный_*]

Но шибко ушлые заказчики, да и объект сурьёзный! Надоть посчитать точно..

Нагревать приточный воздух как электроплитка будет только та часть подведенной к электродвигателю электроэнергии, которая выделяется от корпуса мотора - т.е еденица минус кпд. Остальная подведенная энергия преобразуется в механическую энергию потока воздуха и после торможения потока в помещении с давлением воздуха равным наружному преобразуется в тепло. В итоге, все что подвели к электродвигателю работает на повышение температуры в помещении.
P.S. Практически электродвигатель вентилятора потребляет в нормальном режиме меньшую мощность, чем установленная мощность мотора.

[jota]

Нагревать приточный воздух как электроплитка будет только та часть подведенной к электродвигателю электроэнергии, которая выделяется от корпуса мотора - т.е еденица минус кпд. Остальная подведенная энергия преобразуется в механическую энергию потока воздуха и после торможения потока в помещении с давлением воздуха равным наружному преобразуется в тепло. В итоге, все что подвели к электродвигателю работает на повышение температуры в помещении.

Как с помощью уравнений тепломассообмена или диаграммы Молье собираетесь расчитывать переходные процессы энергии. Утверждение, что в замкнутой системе энергия не исчезает, а переходит в другие формы - не вызывает спора. Вопрос - где эта замкнутая система? Если примете за замкнутую систему обслуживаемое помещение, то все расчёты становятся белибердой.....А Вы так и утверждаете: "В итоге, все что подвели к электродвигателю работает на повышение температуры в помещении."
Поэтому, при расчётах систем, в прецизионных случаях, учитывается только прямое, физическое внесение тепла вентилятором за счёт теплообмена - т.е. то, что поддаётся расчёту. Конечно, учитывая всю эл.мощность вентилятора переходящую в тепло, трагической ошибки не происходит.......

[Kult_Ra]

"В итоге, все что подвели к электродвигателю работает на повышение температуры в помещении."

если весь воздух как приток в помещение.

.....
"в прецизионных случаях" - "Но шибко ушлые заказчики, да и объект сурьёзный! Надоть посчитать точно.."
прецизионный заказчик, оказывается, а не вентиляция или и то и другое?

Надо кроме "вентиляции чистых помещений" открыть раздел "Прецизионное кондиционирование" и тему переместить с глаз долой шибко мудровато с непривычки

Сообщение отредактировал Kult_Ra - 6.8.2008, 16:16

[LordN]

Как с помощью уравнений тепломассообмена или

а давайте для определенности внесем конкретику.
возьмем голый вент, поставим его в теплоизолированное помещение/камеру, и включим.
спрашивается - сколько тепла выделится в помещение?
ответ - все что подвели к венту.

возьмём другой пример.
вентустановка, неизолированые воздуховоды прежде чем попасть в помещение проходят чёртегде и какая там, в этом чёртегде, температура - хрен её знает. сколько попадёт тепла от вента в помещение? ответ - хз. може оно всё по дороге потеряется...

третий пример.
вент установка. задача ограничена энтальпией воздуха на выходе из неё. сколько? = единица минус кпд вента в целом + потери на элементах вент.установки по известной формуле расход*перепад.

согласны?
в конце-концов мы ведь не научную работу проводим, наша задача дать верную количественную оценку и заложить достаточный, но не чрезмерный, запас...
p.s. естесна, все рассуждения относятся к случаю когда и вент и привод находятся в потоке. если привод вне потока - тогда и подход д.б. несколько иным.

[Wiz]

а давайте для определенности внесем конкретику.
возьмем голый вент, поставим его в теплоизолированное помещение/камеру, и включим.
спрашивается - сколько тепла выделится в помещение?
ответ - все что подвели к венту.

Тепла выделиться 1-кпд, т.е ровно столько, сколько составляют потери на силу трения, побочные силы возникающие в обмотке эл. двигателя при прохождении тока т.е на нагрев, остальная энергия перейдет в кинетическую энергию воздуха в виде полезной работы в результате его перемалачивания.

Если бы так было, поставил сее куллер в окно на 3 кВт и подогрев воздуха тее в зимний период и вентиляция, какая прелесть...

[Valentin_K]

остальная энергия перейдет в кинетическую энергию воздуха в виде полезной работы в результате его перемалачивания.

...которая все-равно перейдет в тепловую энергию в результате трения воздуха о стены помещения. Вентилятор то голый, помещение - герметичное и теплоизолированное по условию задачи. Хотя какя разница теплоизолированное или нет - все равно вся подведенная энергия рано или поздно превратится в тепловую.Есть еще реактивная составляющая, но я до сих пор не могу понять ее смысл.

[Wiz]

...которая все-равно перейдет в тепловую энергию в результате трения воздуха о стены помещения.

Это будет происходить только в результате изменения давления в помещении, т.е сжатия воздуха. А поскольку крутясь в помещении колесо как нагнетает так и всасывает воздух по кругу, то повышения давления в нем исключено.
Для обычных вентиляторов, которые имееют место быть в климатехнике данная величина будет настолько мала и незначительная по сравнению с тем теплом, что перейдет в виде потерь, что о ней даже и говорить нет смысла.


Иначе бы воздушное отопление можно было бы делать без калориферов

Сообщение отредактировал Wiz - 6.8.2008, 17:27

[Valentin_K]

Вы говорите о величине кпд вентилятора, которая никак не ниже 50% - ничего себе незначительная величина!

Ну смотрите - в помещение подводится энергия 1 кВт, из них 0.5кВт превращаются в тепло, как Вы говорите в виде потерь, остальные 50% превращаются в кинетическую энергию воздуха, у которой, в свою очередь, два пути - либо накапливаться (воздух должен постояеено разгоняться :-), либо превращаться в тепловую за счет трения.

Иначе бы воздушное отопление можно было бы делать без калориферов

Так можно, но с калориферами как-то потише будет :-)

Сообщение отредактировал Valentin_K - 6.8.2008, 17:34

[Wiz]

А за счет чего же он будет разгоняться то ??? Во если вы будете до бесконечности подводить к вертушке киловаты, то да возможно наступит автомодельный режим течения воздуха, когда скорость будет как в компрессоре, то тут нагрев за счет трения будет (но какой ?), а так уж извиняйте накапливаться ему ж негде он крутиться себе и крутиться с постоянной скоростью...Если бы вы в качестве помещения взяли бы тамбур-шлюз, который герметичен,нет щелей, и туда делаеться постоянный подпор допустим в 1000 Па, то да там температура будет повышаться за счет давления, но как только откроете дверь, то шарик сдуеться...и температура упадет

[Valentin_K]

Да при чем тут подпор?
В помещение подвели 1 кВт энергии, 0.5кВт мы договорились перходят в тепло. Из помещения ничего не вытекает. Скажите куда деваются по-вашему остальные 0.5кВт?

Другая задача: В помещении без окон без дверей лампочка (телевизор, пылесос, да что угодно) Потребляемая мощность - 1 кВт. Сколько тепла выделяется в помещение?

Сообщение отредактировал Valentin_K - 6.8.2008, 18:00

[jota]

а давайте для определенности внесем конкретику.
возьмем голый вент, поставим его в теплоизолированное помещение/камеру, и включим.
спрашивается - сколько тепла выделится в помещение?
ответ - все что подвели к венту.

Верно, но некорректно.
Я в самом начале согласился что закон сохранения энергии можно рассматривать только для замкнутой системы. Нельзя рассматривать систему вентиляции помещения как замкнутую физическую систему. В системе вентиляции происходит транспортировка воздуха из одной точки пространства в другую, где его энергия не переходит в теплоту, а удаляется далее по вытяжной системе. Обмен энергией может быть в результате тепломассообмена за счёт разности потенциалов если температура воздуха отличается от температуры помещения, или переходом в механическую работу, если воздух что-то двигает.
Поэтому, считать что вся используемая мощность эл.привода вентилятора участвует в тепловом балансе помещения - это ошибка.

[Valentin_K]

Если пренебречь потерями тепла в воздуховоде и принять подвижность воздуха в помещении равной нулю, то вся мощность двигателя вентилятора так или иначе попадает в виде тепловой энергии в помещение. То, что происходит в вытяжной системе - это уже энергия другого вентилятора.