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供热优秀课程设计.doc

上传人:快乐****生活 文档编号:2509292 上传时间:2024-05-30 格式:DOC 页数:16 大小:327.04KB
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资源描述

1、供热工程课程设计关键内容和要求:1 热负荷计算2 散热设备选择及计算3 管网水力计算4 绘制图纸若干张一:参数:1、设计题目:西安某宿舍楼采暖2、气象资料:西安 冬季供暖室外计算温度 tw = -5 冬季主导风向 东北 朝向修正系数n值: 北 0.05 东北 0.05 东 -0.05 东南 -0.13 南 -0.02 西南 -0.13 西-0.05 西北 0.053、土建资料:1)外墙:实心粘土砖3702)外窗:铝合金中空玻璃3) 门 :单层实体木门;4)屋面:平屋面 上人屋面。传热系数K0.467W/(m2);5)地面为不保温地面,K值按地带决定。6)层高:3.0m,窗台距室内地坪1m,窗户

2、高度均为1.5m。4、热源:室外供热管网,供水温度95,回水温度70。引入管处供水压力满足室内供暖要求。5、建筑概况:总层数三层,总高度9m总面积1160m2二:热负荷计算供暖系统热负荷:是指在设计室外温度tw下,为达成室内温度tn,供暖系统在单位时间内向建筑物供给热量Q。1):Q=Q1+Q2+Q3Q1:围护结构传热耗热量Q2:由门窗缝隙渗透室内冷空气耗热量,称为冷风渗透耗热量Q3:加热由门、孔洞及相邻房间侵入冷空气耗热量,称为冷风侵入耗热量2):围护结构基础耗热量A: 围护结构基础耗热量,W;K围护结构传热系数,W/();F围护结构面积,;tn冬季室内计算温度,;供暖室外计算温度,; 围护结

3、构温差修正系数。然后进行修正 因为不需要考虑风力附加耗热量和高度附加耗热量,只需要进行朝向修正耗热量。围护结构传热系数K值均匀多层材料(平壁)传热系数KK = = W/(m2)R0维护结构传热阻,m2/ Wan ,aw维护结构内、外表面换热系数,W/(m2)Rn,Rw维护结构内、外表面 传热阻,m2/ Wi维护结构各层厚度,mi维护结构各层材料导热系数,W/(m2)Rj由单层或多层材料组成维护结构个材料层热阻B: 附加耗热量计算公式Q = Qj(1 + ch + f ) Q: 考虑各项附加后,某围护耗热量Qj某围护基础耗热量 ch 朝向修正f: 风力修正3)地面传热系数贴土非保温地面以下表:地

4、带R0(m2/ W)K0(m2)第一地带第二地带第三地带第四地带2.154.308.6014.20.470.230.120.07第一地带靠近墙角地面面积需要计算两次4)冷风渗透耗热量按房间换气次数来估算该房间冷风渗透耗热量。计算公式为 W (2-7)式中:房间内部体积,; 房间换气次, 次/h; w采暖室外计算温度下空气密度(kg/m3); Vn采暖房间体积 (m3); tn 采暖室内计算温度();tw 采暖室外计算温度()。能够按下表选择: 概算换气次数房间外墙暴露情况一面又外墙或外门1/42/3两面有外墙或外门1/21 三面有外墙外门11.5 门 厅25)冷风侵入耗热量 w_ 流入冷空气量

5、 式中:外门基础耗热量,W; 冷风侵入耗热量,W; N 考虑冷风侵入外门附加率。外门附加率N值外门部署情况附加率一道门65n%两道门(又门斗)80n%三道门60n%供暖建筑和生产厂房关键出口 500%注:n-建筑物楼层数。6)查询规范A:围护结构温差正系数 序号围 护 结 构 特 征1外墙、屋顶、地面和和室外相通楼板等1.002闷顶和和室外空气相通非采暖地下室上面楼板等0.903和有外门窗不采暖楼梯间相邻隔墙(1 6层建筑)0.604和有外门窗不采暖楼梯间相邻隔墙(7 30层建筑)0.505非采暖地下室上面楼板,外墙上有窗时0.756非采暖地下室上面楼板,外墙上无窗且在室外地坪以上时0.607

6、非采暖地下室上面楼板,外墙上无窗且在室外地坪以下时0.408和有外门窗非采暖房间相邻隔墙、防震缝墙0.709和无外门窗非采暖房间相邻隔墙0.4010伸缩缝墙、沉降缝墙0.30B:依据北京市标准新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程护肩总传热量不宜大于该房间基础供暖负荷80%。C:依据北京市标准新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程取各向传热量总和合适百分比作为户间总穿热负荷,是考虑户间出现传热温差概率。通常可取50%。D:实用空调设计手册计算房间采暖热负荷步骤 (1)将房间编号(已编号完成,见CAD图 ); (2)依据房间不一样用途,来确定房间室内计算温度; (3)计算或查出相关围护结构传热系

7、数,计算出其面积; (4)确定温差修正系数; (5)计算出各部分围护结构基础耗热量(6)计算出房间热负荷。依据建筑物所处地理环境和建筑形式,不考虑风力附加耗热量和高度附加耗热量。下面以一层002房间为例进行计算因为外墙k1=0.59 W/(); 外窗:k2=3.70 W/();室内计算温度为18,西安冬季室外计算温度为-5,冬季最冷月平均室外计算相对湿度67 冬季平均室外风速1.8m/s 房间面积20m2 高度3m 1、维护结构基础耗热量:外墙传热面积只有北墙和南墙 传热面积分别为7.2 m2、7.65 m2外墙围护结构温差修正系数为1则利用公式并依据朝向纠正Q = Qj(1 + ch + f

8、 ) 计算:则热负荷为:102.6w 和83w同理 南外窗和北外窗热负荷为:153.2w、40.2w地面各地带传热系数:第一地带:0.47 W/();第二地带:0.23 W/();第三地带:0.12 W/();所以地面热负荷为160.8w2、冷风渗透耗热量: W 换气次数nk =0.5次 则计算出冷风渗透耗热量为246.6w3、冷风侵入耗热量 w N 冷风侵入外门附加率为0.65所以冷风侵入耗热量为94.2wQ=Q1+Q2+Q3 所以Q=872w其它房间具体热负荷计算数据见附表一层房间热负荷房间号热负荷(w)房间号热负荷(w)00114800101379.2002-0081032.8011-0

9、171036.400914510181378.2二层房间热负荷:房间号热负荷(w)房间号热负荷(w)0011109.20121079.5002-010872013-019843.50111109.20201079.5三层房间热负荷:房间号热负荷(w)房间号热负荷(w)0011301.80121272.1002-0101064.6013-0191036.20111301.80201272.1工程累计:60284.9 w三:散热器计算M132型散热器宽度是132,两边为柱状中间有波浪形纵向肋片。柱型散热器传热系数高,散出一样热量时金属耗量少易消除积灰,外形也比较美观。每片散热面积少,易组成所需散热

10、面积。铸铁散热器是现在应用最广泛散热器,它结构简单,耐腐蚀,使用寿命长,造价低。 1、计算公式 (3-1)式中:散热器散热面积,; 散热器散热量, W; 散热器内热媒平均温度,; 供暖室内计算温度,;, 散热器传热系数,; 散热器组装片数修正系数; 散热器组连接形式修正系数; 散热器组安装形式修正系数。 因为系统采取为同侧进出式,故=1.0。 选择A=80m; =1.02。 计算散热器面积时,先取=1.00,但算出F后,求出总片数,然后再依据片数修正系统范围乘以对应值,其范围以下:表3.2 片数修正系数每组片数200.9511.051.1另外,还要求了每组散热器片数最大值,对此系统四柱760型

11、散热器每组片数不超出25片。 在热水供暖系统中,散热器进出口水温算术平均 (3-2)式中:散热器进水温度,;散热器出水温度,。因为系统采取双管系统,各层散热器平均进出水温度相同。 tpj= 82.5针对西安气象条件和实际选择,采取M-132型散热器。散热器片数计算按下列步骤进行:1、利用散热器散热面积公式求出房间内所需总散热面积(因为每组片未定,故先按1计算);2、确定每片散热器散热面积。3、计算散热器片数,求实际所需散热器面器。4、求实际采取片数。选择某一房间进行计算。以第一层001房间为例。 =1480/(7.9964.5)1.01.01.02=2.93 M-132型散热器每片散热器面积为

12、0.24计算片数:n= F/f =2.93/0.2412片查附录2-3,当散热器片数为1120片,=1.05,所以,实际所需散热器面积为: F= F =2.931.05 = 3.08 m2实际采取片数n为: n= F/f =3.08/0.24=12片取整数,应采取M-132型散热器12片。 宿舍散热片片数计算表以下:一层房间散热器片数:房间号散热器片数房间号散热器片数0011201011002-0089011-01790091201811二层房间散热器片数:房间号散热器片数房间号散热器片数00190129002-0107013-019701190209三层房间散热器片数:房间号散热器片数房间号

13、散热器片数0011101011002-0089011-01790091101811散热器部署:l、散热器宜安装在外墙窗台下,这么,沿散热器上升对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降冷气六和玻璃冷辐射影响,是流经室内气流比较暖和。2、为预防冻裂散热器,两道外门之间,不准设置散热器。3、散热器通常应明装,部署简单。4、在垂直单管或双关供暖系统中,同一房间两组散热器能够串联连接;贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊散热器,可同临室串联连接。四:水力计算:4.1水力计算原理供暖系统管路水力计算关键任务1.按已知系统各管段流量和系统循环作用压力(压头)。确定各管段管径;2.按已知系统各管段流量和各管段

14、管径,确定系统所必需循环作用压力(压头);3.按已知系统各管段管径和该管段许可压降,确定经过该管段水流量。设计热水供暖系统,为使系统中各管段水流量符合设计要求,以确保流进各散热器水流量符合需要,就要进行管路水力计算。当流体沿管道流动时,因为流体分子间及其和管壁间摩擦就要损失能量;而当流体流过管道部分附件(如阀门、弯头、三通、散热器等)时,因为流动方向或速度改变产生局部旋涡和撞击,也要损失能量。前者成为沿程损失,后者称为局部损失。所以,热水供暖系统单个计算管段阻力损失可用下式表示:本系统利用水力计算方法:依据最不利循环环路各管段改变后流量和已知各管段管径。利用水力计算图表,确定该循环环路各管段压

15、力损失和系统必需循环作用压力,并检验循环水泵扬程是否满足要求。其它水力计算方法:一:已知备管段流量和选定比摩阻R值或流速值 从而确定管径二:就是依据管段管径d和该管段许可压降P,来确定经过该管段(比如经过系统某一立管)流量。式中:计算管段阻力损失,计算管段沿程损失,每米管长沿程损失,管段长度,m,管段局部损失,Pa。在管路水力计算中,通常把管路中水流量和管径全部没有一段管子称为一个计算管段。任何一个热水供暖系统管路全部是由很多串联或并联计算管段所组成。每米管长沿程阻力损失(比摩阻)可用公式:管内流动摩阻系数取决于管内供热介质流动状态和管壁粗糙度。对于流动状态,现在专业书中全部认为室内供暖系统管

16、内流动状态处于过渡区,室外热水管网管内流动状态处于阻力平方区。管段局部损失管段局部损失,可按下式计算:式中管段中总局部阻力系数。水流过热水供暖系统管路附件(如三通、弯头、阀门等)局部阻力系数值可查阅文件。表中所给出数值全部是用试验方法确定。利用上述公式可分别确定系统中备管段沿程损失Pj和局部损失Pd,二者之和就是该管段阻力损失。5.1.2管段沿程损失管段局部损失计算以下:5.1.3当量局部阻力法(动压头法)当量局部阻力法基础原理是将管段沿程阻力损失转变为局部损失来计算。该管段沿程阻力损失相当于某一局部损失,则式中当量局部阻力系数计算过程和步骤 热水供暖系统水力计算最终目标是要选择合适管径,使作

17、用于每一循环环路上作用压力能确保在环路每一管段流过所需要热水流量。依据最不利循环环路管段流量和给定管径,利用水力计算图表,确定该循环环路各管段阻力损失和整个系统所必需循环作用压力。经过选择合适R值(或流速v值)来决定管径。如选择较大Rpj值,则管径可缩小,但系统阻力损失增大,水泵电能消耗增加。同时为了各循环环路易于平衡,最不利循环环路平均比摩阻不宜选得太大。现在在设计实践中Rpj 值通常选择60120Pa/m。剩下资用循环压力,由入口处调压装置节流。在机械循环系统中,循环压力关键是由水泵提供,同时也存在着重力循环作用压力。对机械循环单管系统,如各建筑物各部分层数相同时,每根立管所产生重力循环作

18、用压力近似相等,可忽略不计。计算步骤以下:绘制轴侧图 图。依据房间平面图绘制系统管路计进行管段编号,立管编号并注明各管段热负荷和管长。3、确定最不利环路。本系统为异程式双管系统,通常取最远立管环路作为最不利环路。从如附图SG-BG1-BG2-BG3-BG4-BG5-BG6-BG7-BG8-BG9-BG10-BG11-VG2-R1-VH2-VH1-BH11-BH10-BH9-BH8-BH7-BH6-BH5-BH4-BH3-BH2-BH1-SH4、计算最不利环路各管段管径。2、计算经过最远立管11环路总阻力,依据所选值Roj(60120 Pa/m),和每个管段流量G值,查阅供暖通风设计手册中初选各

19、管段d、R、v值,算出经过最远立管环路总阻力。流量G值可用以下公式计算得出: /h 式中: Q管段热负荷,W; 系统设计供水温度,; 系统设计回水温度,。(2)、依据v查附录知动压,列入表中。(3)、依据管长和R。计算沿程阻力损失R。(4)、确定局部阻力系数 。依据系统图中管路实际情况,利用附录4-2,将其阻力系数值。(5)、依据和计算局部阻力损失。(6)、求各管段压力损失Rpj+。(7)、计算出最不利环路总阻力损失。入口处剩下循环压力,用调整阀进行调整。(8)、计算富裕压力值。 考虑因为施工具体情况,可能增加部分在设计计算中未计入压力损失。所以,要求系统应有10%以上富裕度。 式中 系统作用

20、压力富裕率; 经过最不利环路作用压力,Pa; 经过最不利环路压力损失,Pa 。下面分支一进行计算不平衡率 P= PaP= =3987Pa 立管平均比摩阻为不平衡百分率其它立管具体水力计算见附表其它附加设备介绍l、集气罐用于热水采暖系统中空气排除,通常应设于系统末端最高处,在系统运行时,定时手动打开阀门将热水中分离出来并聚集在集气罐内空气排除。2、自动排气阀:依靠水浮力,经过杠杆机构传到,使排气孔自动启闭,实现自动阻力排气功效。3、赔偿器: 为了预防供热管道升温时,因为热伸长或温度应力热引发管道变形或破坏,需要在管道上设置赔偿器,以赔偿管道热伸长,从而减小管壁应力和作用在阀件或支架结构上作用力。参 考 文 献书本

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