Народ, теплотехники и все, все, все, очень, очень помогите пожалуйста . Тут такая проблема: поставили 2 резервуара для воды, начали утеплять, в каждом из резервуаров поставили регистр отопления и тут возник вопрос-А ХВАТИТ ЛИ ЭТОГО РЕГИСТРА, НЕ ЗАМЕРЗНЕТ ЛИ У НАС ВОДА???? А зима уже на носу. И как назло никто не может дать расчет. Если кто-нибудь здесь поможет, подскажет, как провести расчет и т.д. то буду очень благодарен . Все необходимые параметры вроде есть:
Вещество в резервуаре- Вода питьевого качества
Минимальная температура воды,°С +5
Максимальная температура воды °С +15
Минимальная температура окружающего "-43"
воздуха, °С
Диаметр резервуара, м - 8,53
Высота резервуара, м - 7,45
Площадь боковой стенки, м2 - 199,5
Площадь крыши, м2 - 57,5
Площадь днища, м2 - 57,12
*утепляется все кроме днища, которое соприкасается соответственно с грунтовым основанием
Объем резервуара, м3 - 435.04
Объем воды в резервуаре (при рабочем 400
уровне равном 7,0 метров), м3
Регистр отопления состоит из четырех труб Дн=159 мм, длина каждой трубы 3,5 м
Предполагаемая температура теплоносителя в регистре на входе 90 °С (Т1);
Утеплитель марка URSA П30
Толщина утеплителя, мм 100

С точки зрения здравого смысла, если есть подобные проблемы, может лучше сделать циркуляцию горячей воды в бак?

Расчет сделать можно. Все исходные данные есть. Только по времени это займет часа четыре. У меня нет такого кол-ва свободного времени

Методику расчета можно взять за основу при теплопотерях в зданиях.
СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий
СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

При расчете водоводяных теплообменников можно воспользоваться
СП 41-101-95 проектирование тепловых пунктов ПРИЛОЖЕНИЕ 7
ТЕПЛОВОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ
СЕКЦИОННЫХ КОЖУХОТРУБНЫХ ВОДО-ВОДЯНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

По моим расчётам, теплопотери составят 11тыс.Вт,
потребуется тот самый регистр длиной 8,5м, (сумма длин греющих труб 34м).
Если другие коллеги подтвердят, дам расчёты.

Только учтите , что тепловое сопротивление от воды к стенке будет практически равно нулю.

Вот какие-то парни местные посчитали, но только если "tolant" говорит что расчет часа на четыре вот эта работа никак на это не тянет, Я не теплотехник но кажется в расчете должна хоть где нибудь присутствовать теплоемкость воды? какой то коэффициент "1,3" бог знает откуда он взят и нужен ли вообще?Нужно ли в формуле использовать всю площадь резервуара или только боковые стенки и крышу, ведь только они утепляются, основание стоит на грунте возвышаясь на 0,5 м над землей:

Расчет потерь тепла для поддержания температуры воды в резервуаре.

Формулы для расчета:
К – коэффициент теплопроводности теплоизоляции толщиной δ [м]
К = λ/ δ [Вт/м2 ºС]
Теплопотери: Q = S×К×∆t×1,3 [Вт]

tвн = +5 ºС
tнар = -43 ºС
∆t = 5 ºС – (- 43 ºС) = 48 ºС
S = 314 м2
δ = 0,1 м
λ = 0,05 Вт/м ºС
К = λ/ δ = 0,05 Вт/м ºС/0,1 м = 0,5 Вт/м2 ºС
Q = S×К×∆t×1,3 = 314 м2 × 0,5 Вт/м2 ºС × 48 ºС × 1,3
Q = 9,8 кВт

Для поддержания температуры воды в резервуаре до +5 ºС теплопотери составят 9,8 кВт.

Расчет тепловой мощности регистра.

Q1 = К1 × (t1-t2) × Fпов, кВт

t1 – температура воды во входном патрубке регистра. (подача) +90 ºС
t2 – температура воды в резервуаре, +5 ºС
Fпов – площадь нагрева, м2
К1 – коэффициент теплопроводности металла 9,0 [Вт/м ºС]
Fпов = π × D × L = 3,14 × 0,159м × 3,5м = 1,75 м2, т.к. регистр состоит из четырех секций то 1,75 × 4 = 7 м2.
Q1 = 9 Вт/м ºС × (90 ºС - 5 ºС) × 7 м2 = 5,35 кВт
Q1 < Q (5,35 кВт < 9,8 кВт )
Отсюда следует, что данная мощность не сможет покрыть теплопотери резервуара и поддержать температуру воды +5 ºС

Необходимо увеличить поверхность нагрева аналогичным 4-х секционным регистром:

Fпов = π × D × L = 3,14 × 0,159м × 3,5 м × 8 = 14 м2
Q1 = 9 Вт/м ºС × (90 ºС - 5 ºС) × 14 м2 = 10,71кВт
Q1 > Q (10,7 кВт > 9,8 кВт)

Расчет из серии - Чем меньше знаешь - тем проще кажется. Многое не учтено.
Главное:
Прошу пояснить как учли потери в грунт. Потери от неизолированных участков неучтены, а эти потери будут существенны.
Прошу пояснить как рассчитали ко- теплопередачи теплообменника (Зависит от многих параметров).

Доброго времени суток Всем. Не знаю стоит ли развивать тему (ибо старая), но столкнулся с аналогичной ситуацией. Считаю подогрев резервуара 8 м3, с температурой фекалий +5. Утепление k-flex 50 мм. Температура за бортом -43. Резервуар в высоту 2 м, на 1 м заглублен в грунт.
Закрыв левый глаз и прищурив правый - принял как за не заглубленный резервуар и нашел 900 Вт потерь. Внутрь кинул 20 трубу длинной 10 м, режим 95\70. Но это для воздуха, а в моем случае это все таки ... , не могу понять какой будет коэффициент тепловосприятия а. Чую в жидкой среде теплоотдача будет как минимум раза в три больше.
Помогал мне СП 41-101-95, но не до конца. По этому на это дурно пахнущее дело я пока плюнул.

Вы че курсовую пишите чтоли?
А по сутия я бы произвел расчет конвективного теплообмена с учетом розы и скорости ветра методом последовательных приближений. Расчетная температура наружного воздуха составляет -43 гр.Ц-это уже где-то ближе к Новому Уренгою, а там ух как зябко и ветренно.
При всем при этом лучше всего знать расположение регистров дабы определить локальные величины с целью убедиться "а не замерзнет ли вода в резервуарах".
Ну а уж если сойти с ума, то можно сделать расчет конвективного теплообмена при нестационарном режиме

На самом деле расчитывать в ручную оба способа довольнотоки трудоемко.

Правильней за температурный напор будет принять средне-интегральный, поскольку как я понял резервуары целиндрические.
Коэф.К расчитан не верно, т.к. сама формула Q применима для конвективного теплообмена показанная формула К для теплообмена посредствам теплопроводности. Вот такие пироги.

посмотрите этот расчет, а также книгу "Типовые расчеты при проектировании и нефтебаз и нефтепроводов. Тугунов П.И." (глава 7 и 11 (в инете есть для скачивания)). В книге дан расчет полный, только среду надо ставить воду.

Подниму тему.
В последнее время все чаще сталкиваюсь с задачей подобрать теплообменник (змеевик) внутрь резервуара (противопожарного) с холодной водой, с целью не дать воде замерзнуть в холодный период года.
За основу взял расчет http://www.enmet.ru/articles/raschet-podog...otusheniya.html
В-принципе, почти мой случай, за исключением того, что воду не нужно греть, как в условии, с +5 до +20, нужно лишь поддерживать температуру на уровне +5 град. в течение всего холодного периода года.
В этой связи возникли вопросы по "адаптированию" приведенной по ссылке выше методики под мои условия:
1 Как определить количество подводимого тепла? t2-t1 = 5 в формуле (2) принять?
2 Каким образом в первой формуле (1) получилось 455,4∙10^3 кг, вместо 396,06∙10^3 кг?
3 В формуле (1) как учтена заполняемость резервуара? и что в ней за величины 0,8 и 0,785 ?
4 В формуле (5) появляется величина tт, равная 10 - это что и откуда?
Что-то я совсем под конец рабочей недели плохо соображать начинаю, третий день вникаю в методику расчета... Подскажите люди добрые!

0,785 - это пи/4, для расчета площади емкости. Вместо 0,8 по идее должно быть 0,92 - заполняемость...

1. Для Вашего случая Вам вообще Q не нужно считать. А нужно сразу принять как равное или процентов на 10 больше, чем Q полученное из формулы 3.3.4

2. Это они написали только, что множат на 0,8. Если вставить коэфф заполнения 0,92 как указал lovial, то все сходится


3. Про 0,8 и 0,785 Вам ответили
4. 10 градусов - это средняя температура воды, но посчитанная неправильно. Должно быть (5+20)/2=12.5. Для Вашего случая поддержания температуры принимайте эту величину 5 градусов - температура хранимой воды

lovial, T-rex спасибо, с этим вроде разобрался. На данный момент составляю методику расчета резервуаров в более "удобоваримом" виде. И снова требуется помощь форума, т.к. своими силами глубокие основы теплопередачи я вспомнить не смогу, либо понаделаю ошибок. Итак, как рекомендовал уважаемый Firestroke, методика расчета основывается натолько вместо нефтепродуктов подставляю воду. Привожу страницы с формулами
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла
В формуле (97) у критериев Gr и Pr присутствуют индексы "п" и "ст", означающие, что все физические характеристики (коэфф. объемного расширения, кинематическая вязкость, коэфф. теплопроводности, удельная массовая теплоемкость, плотность) среды (воды) при вычислении данных критериев принимаются:
- "п" - при средней температуре среды (воды);
- "ст" - при средней температуре стенки емкости.
Какую принять среднюю температуру воды в данной ситуации? Везде плюс 5 град.? Или меньше? Правда, если принимать меньше, тогда по формуле (97) расчет не получится при возведении в степень 0,25, т.к. подставляемый коэффициент объемного расширения воды в формулу (100) будет отрицательный. Для наглядности привожу свой документ. Нажмите для просмотра прикрепленного файла Правда, он ещё очень сырой Или задаться температурой не плюс 5, а 10 град, а среднюю принять плюс 5? Температура стенки емкости можно определить методом последовательных приближений, с ней вроде более-менее понятно. Уважаемые специалисты, посодействуйте, пожалуйста! Думаю, данная методика в дальнейшем кому-нибудь да пригодится!

Думаю ввиду особенностей воды вблизи 0 градусов нужно говорить о неприемлимости данной методики. Нужно что-то другое использовать для вычисления Грасгофа. Попробуйте поискать в учебнике Павлова-Романкова-Носкова Примеры и задачи по курсу ПАХТ

Спасибо за наводку, посмотрел книгу. Кое-что нашел
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла
Попробую воспользоваться данными формулами.
Или ее части? Например, коэффициент теплоотдачи при вынужденной конвекции (ф. 106, Типовые расчеты при проектировании и нефтебаз и нефтепроводов) вполне можно применить к моему случаю.

Конечно только в части определения Грасгофа

Что-то я зарапортовался. Методика дает сбой при использовании расчета теплоотдачи вблизи со стенкой с холодной водой. Для любого случая теплоотдачи Грасгоф будет выскакивать отрицательный. А сам расчет критерия какой уж есть - иначе он безразмерным не получится.

Думаю, можно принять некоторые условности, чтобы выполнить расчет:
1. Принять температуру воды выше, например 10 градусов. Аномалии нет, грасгоф положительный. Если змеевик обеспечит компенсацию потерь при 10 градусах, то при 5 точно обеспечит
2. Общий коэффициент теплопередачи будет меньше любого из трех составляющих - теплоотдачи от воды к стенке резервуара, теплопроводности слоя изоляции и теплоотдачи от изоляции в атмосферу. Сразу принять, что теплопроводность слоя изоляции есть наименьшая величина и принять К равной ей. То есть пренебречь теплоотдачей от воды к стенке
3. Возможно для данного случая уже есть готовые эмпирические значения коэффициента теплопередачи (литература, СНиПы). Сосчитать по ним

4. В формуле грасгофа поменять температуры местами

не для любого, а только для температуры ниже 5 град. С.
Остановлюсь на

Хотя
тоже интересный вариант.

Возможно и есть, но мне они не попадались. Возможно, плохо смотрел.
Если остановиться на первом варианте, то остается открытым вопрос

Вопрос снимается, разобрался.

В формуле критерия грасгофа можно произвольно поменять местами температуры - там важен сам градиент как движущая сила процесса

Поговорил с ВК, принял решение ввести в исходные данные следующие величины - температура воды в резервуаре минимальная - 5 град, максимальная - 10 град. Подоспели и строители - посмотрел чертежи и появились дополнительные вопросы. Резервуар устанавливается на основание, основание состоит из уплотненного щебня толщиной 500 мм (которое укладывается непосредственно в грунт), и сплошного бетонного фундамента, высотой 650 мм. При этом верх фундамента выступает над уровнем земли на 300 мм. Как учитывать в данном случае потери тепла через днище резервуара? Если определять по формуле (112) "Типовые расчеты при проектировании и нефтебаз и нефтепроводов", то каким образом учесть коэффициент теплопроводности грунта? Ведь сам грунт от днища резервуара находится на расстоянии примерно 1,15 м. Мысль такая, взять коэфф. теплопроводности грунта, прибавить к нему коэфф. теплопроводности щебня и бетона. Но будет ли данное решение корректным, если учесть, что кусок фундамента расположен уже на открытом воздухе и обдувается ветром? Или просто взять коэфф. теплопроводности фундамента (бетона) и все?

По правильному нужно весь пирог считать с учетом толщин - бетон, щебень, грунт. Но у вас строители сильны! Плита 650 мм под пятисоткубовый резик. Можно просто на основание из щебня ставить. Или геология плохая? А если это не плита, а кольцо можно отдельно считать потери по участкам. Я бы сделал упрощение - принял бы весь пирог по материалу с наибольшим отношением лямбда на сигму. Это в рсчете даст максимальные потери через днище. Насчет формулы 112 не понятно, Тугунова нет под рукой

Да, и потери от отмостки резервуара в атмоферу я бы не считал

Именно. На объекте на самом деле не один, а два резервуара с ПНС между ними.
Формула 112
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
В делителе последней дроби - коэффициент теплопроводности грунта - про него в моем предыдущем посте был вопрос. Думаю учитывать послойно, складывая коэфф. - фундамент-щебень-сам грунт.
Не совсем понял о чем речь

Ну если Вы так скрупулезно учитываете, добавьте в пирог еще 50 мм асфальтобетона. Этот слой должен быть в качестве гидроизоляции между бетонной плитой и полотнищем днища резервуара. Про отростку это было продолжение Вашего описания фундамента, как он на 300 мм выступает из грунта. Он же не как цилиндр возвышается - строители наверняка отростку предусматривают. Вот рассеивание от этой отмостки я и предложил не учитывать

Вместо отростку читайте отмостку, автозамена приозошла

Мне ещё вот что стало интересно - почему в формуле (97) из одного источника присутствует частное от коэфф. теплопроводности на высоту, а в той же, казалось бы, формуле, но из другого источника - нет?
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла
Справедливости ради, в формулах (98, 99) аналогичная ситуация.

В Тугунове идет расчет сразу коэффициента теплоотдачи, а в Павлове-Романкове-Носкове считают критерий Нуссельта - т.е левые части тоже разные, обратите внимание. Когда Нуссельт преобразовывать в коэффициент будете, тогда и вылезет недостающее отношение

В-общем, завершил теплотехническую часть расчета. Посмотрите, все ли верно. Может, что-то добавить/убрать.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Спасибо.

Вроде все так стройненько. На днище я так понял бетоном принебрегли, ну и правильно. Самое главное, отсутствует вторая половина расчета - собственно расчет обогревателя

Так навскидку предположу, что труба змеевика 133 многовата, у нас на тысячниках где-то 7-9 кВт потерь получалось. Змеевик делали не регистры как в типовых, а спираль плавную из трубы 42, 3 концентрических витка.

да, тем более что его "по месту" подливать будут.
позже добавлю обязательно.
Проект был сделан по расчету "на глаз" с оглядкой на объект-аналог, с методикой расчета разобрались позже. Да, заложили с большим запасом, на потери тепла в 15 кВт. Подогрев воды в резервуаре примерно такое Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Добрый день. Стоит задача рассчитать площадь регистра в емкости, ТЗ прикрепил. С лету поделил тепловую нагрузку на 3 и из представленной формулы вывел площадь
Fпов=Q1/(К1*(t1-t2))
Получилось
3232/(9*(65-5))=6 м^2
Но меня тревожат смутные сомнения.
Для начала: все слишком просто.
Затем, верно я понял, что расчетная тепловая нагрузка на обогрев - это и есть Q1? И если это так, то можно ли общую нагрузку на 3 резервуара, рассчитывая площадь регистра в одном из них, просто поровну делить на 3?
Ну и вообще, верно я выбрал t1 и t2?

В общем можно так считать или нужно кардинально другой способ искать?

Правильно тревожат, исходная формула - неверная!

К1- должен быть коэффициент теплопередачи от теплоносителя через стенку к воде в баке.
Этот коэффициент считается достаточно заморочно (через критерии Gr, Nu и т.д), но в первом приближении его можно просто задать, например величиной 500 Вт/м2*град.

Тогда ещё меньше площадь получается, 0,1 м2. Такого точно не может быть.
А с градусами верно поступаю?

Нет.
Нужно брать среднюю температуру теплоносителя на входе и выходе.

Формула верная, только применен криво.
Подбор и расчет теплообменников делают итерационно - в первом приближении принимают К из литературных данных, затем подбирают или конструируют теплообменник, затем делают расчет К и F для подобранного теплообменника. Задача нахождения Q рассмотрена на первой странице ветки, но если вам ее выдали в ТЗ, то все упрощается. К принимаем из литературы или примите по совету GRANINI. Разницу температур нужно брать между средней температурой теплоносителя входа-выхода по змеевику (можно взять по графику) и температурой воды в резервуаре. Теперь можно рассчитать площадь теплообменника по приведенной формуле.
Далее конструируют теплообменник (я бы принял скорость воды в трубах около 1 м/с) и выполняют расчет теплопередачи через расчет коэффициентов теплоотдачи по критериям подобия. Находят К для сконструированного теплообменника, далее зная К находят F для сконструированного змеевика. Если расчетная площадь меньше принятой, то расчет закончен. Иначе нужно принять новую конструкцию с большей площадью.
Отдельно нужно просчитывать гидравлику змеевика на соответствие техусловим теплосети, если сопротивление конструкции больше выданного перепада давления, то нужна другая конструкция с увеличенным диаметром труб.

Также это еще здесь обсуждалось - http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=111237. В том топике, кстати, литературный К раза в 2 ниже, чем предложенный здесь от Granini

Добрый день.
Требуется расчёт змеевика для резервуара 200м3. Все необходимые данные есть. Естественно за деньги. Детали в ЛС.

P.S. Прошу прощения если не по теме.