Помощ за изчисления 17 мнения

[pawka1213]

Здравейте на всички и от мен.
Имам един въпрос,някой можели да ми каже,как се изчисля мощноста на водна тръбна серпентина за греене на вода.
Питам защото искам да влюча няколко радиаторчета към нея,но не знам нейната мощност.
Тя е от 4 тръби по 1' и е дълга 60 см.Водата ще се върти с циркулационна помпа.
Ще съм благодарен,ако някой може да ми помогне по този въпрос.

[Brassmonger]

Вероятно са нужни работната температура, Обема на топлоносителя, разликите в температурите, специфичен топлинен капацитет, дебит на помпата. сложно е много. Не се знае с какво КПД ще е тази система.

[Hursa]

Има сравнително прости формули, които могат да дадат доста приемливи резултати. Но за съжаление, за да се изчислят коефициентите на топлоотдаване от водата към тръбите и от тръбите към водата, които участват във формулите, с приемлива точност, трябва да се знаят много параметри. Дори не сте дали материала от които са тръбите , а тяхната топлопроводимост също участва, макар и влиянието и да е много по "слабо" от коефициентите на топлоотдаване, в случая.

[Antonii]

Няма какво толкова да и смятате на серпентината при положение, че я имате налична.
Слагате я в един бидон със студена вода.
Връзвате към източник на топла вода и пускате водата през нея.
Трябва да се измерят началната и крайната температурата на водата в бидона, температурата на вход и на изход от серпентината, а също и дебита през нея.
От тук с почти бакалски сметки може да се определи реалната мощност и изменението на мощността при промяната на температурната разлика между топлоносителите.

Това което споменават колегите ви трябва ако ще проектирате серпентина която все още несъществува физически.

[ryan3977]

nice~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

[pawka1213]

Има сравнително прости формули, които могат да дадат доста приемливи резултати. Но за съжаление, за да се изчислят коефициентите на топлоотдаване от водата към тръбите и от тръбите към водата, които участват във формулите, с приемлива точност, трябва да се знаят много параметри. Дори не сте дали материала от които са тръбите , а тяхната топлопроводимост също участва, макар и влиянието и да е много по "слабо" от коефициентите на топлоотдаване, в случая.

От неръждавейка е.

[pawka1213]

Няма какво толкова да и смятате на серпентината при положение, че я имате налична.
Слагате я в един бидон със студена вода.
Връзвате към източник на топла вода и пускате водата през нея.
Трябва да се измерят началната и крайната температурата на водата в бидона, температурата на вход и на изход от серпентината, а също и дебита през нея.
От тук с почти бакалски сметки може да се определи реалната мощност и изменението на мощността при промяната на температурната разлика между топлоносителите.

Това което споменават колегите ви трябва ако ще проектирате серпентина която все още несъществува физически.

Да това го занам,но при мен е проблема че аз я имам готова,и сега имам идеята да и вържа някое радиаторче.

[Hursa]

Няма какво толкова да и смятате на серпентината при положение, че я имате налична.
Слагате я в един бидон със студена вода.
Връзвате към източник на топла вода и пускате водата през нея.
Трябва да се измерят началната и крайната температурата на водата в бидона, температурата на вход и на изход от серпентината, а също и дебита през нея.

Извинявам се, че ще се правя на знаещ. Но не мисля, че е така просто.
За да се постави „опит” и да получим адекватни резултати от него трябва да имаме или приблизително еднакви условия с работните или „подобни”. (Под подобни може да са условия съществено различаващи се от действителните, но когато резултата от опита можем да го пренесем към действителните условия. Например изпитваме „мащабен” модел, но не винаги можем да получим при такъв опит търсеното съответствие. Или в случая – например, да се „изпита” една от 4те серпентини и да се направи извод как биха се изменили условията в цялостната система, но и тук има проблеми и резултатите от такъв опит пак може да са неадекватни.)
Предлагате, да се постави серпентината в съд.
Но топлинния поток през стените на серпентината зависи пряко от условията, които създадем вътре в нея (скоростта и температурата водния поток вътре, до колко е турбулентен, от ориентацията на тръбата в пространсвото (как е поставена серпентината в бидона )). Зависи от аналогичните условия които създадем от вън (скорост и температура на външната среда, как са разположени тръбите спрямо гравитацията, напречно или надлъжно на външния поток са (свободно конвективен или принудителен, ако е принудителен как е ориентиран спрямо свободно конвективния), ако са под ъгъл – под какъв). Изменяйки условията - независимо от външната или вътрешната страна – променяме топлинния поток на топлообмена, защото той е един. (Топлинния поток на топлоотдаване от единица площ от или към тръбата – Q = α * ∆T, където ∆T е разликата между средната температура на повърхността на тръбата и средната температура на водата.)
Питащия не уточнява – тази среда извън серпентината – също ли ще циркулира принудително (задвижвана от помпа). Ако е така – резултата от „опита” практически ще бъде съвсем неадекватен и няма да отговори на това което ни интересува. В „бидона” ще имаме свободна конвекция – при нея коефициента на топлоотдаване (α) от тръбата към водата грубо ще се изменя в границите 20 ≤ α ≤ 100 (Вт/(K*м^2)) – като зависи от това - как ще разположим серпентината и до колко интензивно ще протича топлообмена. Дали тази външната среда няма да е „първичната” – от нея серпентината да получава топлина. Т. е. още тук можем да сбъркам петкратно.
Ако тази външна среда също ще циркулира принудително - то в зависимост от условията коефициента на топлоотдаване (α при „принудителна” конвекция) от тръбата към водата грубо ще се изменя в границите 50 ≤ α ≤ 10000 (Вт/(K*м^2)), в зависимост от условията – т. е. при такива условия, ако не поставим експеримента адекватно грешката може да бъде до около 200 пъти (пс грешка имах на порядък).
Подобна голяма грешка ще получим ако не създадем адекватни условия и за водата циркулираща вътре в тръбата, защото там имаме принудителна конвекция.
Зависи и тези две среди как ще „протичат” една спрямо друга – ще текат в една и съща посока, спрямо топлообменната повърхност или в противоположна („противоток”). А най вероятно „под ъгъл” .
Зависи и от температурната разлика – предлагате да поставите серпентината в студена вода, с температурата примерно на „чешмяната” вода – 10 – 14 градуса. Но ако това е „вторичната” среда тя ще постъпва в топлообменника примерно с температурата на водата след радиаторите – около и над 25-30 градуса. (А ако е първичната ще бъде със значително по-висока температура.)
Предлагате да се нагрява водата в бидона – отначало докато „тръгва” процеса ще има сравнително интензивен топлообмен, тъй като температурата на нагряваната вода ще е ниска. Но колкото температурата на водата в бидона се приближава до температурата на греещата вода топлообмена ще намалява и накрая ще се изравни с топлинните загуби които имаме от стените на бидона към околното пространство. Т. е. ще имаме изразен нестационарен процес, а питащия го интересува най-вече стационарния процес – когато топлината която се „внася” в топлообменника практически се изравни с топлината, която се „получава” от толпообменника (с разлика от топлинните загуби през външните стени на топлообменника). А при опита такава топлина – получавана от топлообменника - нямаме.
Затова смятам, че така поставен "опита" няма да даде адекватен отговор на това, което ни интересува. Често опита дава значително по-добри отговори от теоретичните изчисления, но съвсем не винаги. (За да даде добри резултати има разработена цяла теория как да бъде „поставен” опита.)

Да това го занам,но при мен е проблема че аз я имам готова,и сега имам идеята да и вържа някое радиаторче.

Може би, ще е добре да направите примерна схема на системата, която искате да получите. Защото поне на мен съвсем не ми е ясна.

[Antonii]

Колега, вместо да бяхте писали тази лекция, която за съжаление нямах време да прочета, за което се извинявам, но на който му трябва ще си я прочете.
Но за това време да бяхте сметнали просто на човека серпентината.
Иначе за практически цели описания експеримент е достатъчно точен и се прави за неповече от 5мин.
Никой не е задължен да го прави и да ми казва колко е точен или не.

[Hursa]

Там е работата, че така поставен въобще не е точен, това се опитвах да напиша. Експеримента не е самоцел, трябва да отговаря на определени условия за да можем да ползваме резултатите му. Иначе те могат да са много далече от реалните резултати на реалната установка. Не мога да го сметна защото не знам какво ще представлява топлообменника. Дадена е само площта на топлообменната повърхност. Но не е описано, какво ще представлява, разходите не са дадени. Дори не е дадено дали извън тръбите ще е вода.Може тази серпентина да се обтича от "изгорели" газове в горивна камера. (И дори всичко да е дадено, пак може да не мога да го сметна, не съм специалист в областта на топлообменниците.)