Тепловой расчет. Тепловой расчет

Название	Тепловой расчет
Дата	17.01.2019
Размер	28.22 Kb.
Формат файла
Имя файла	Тепловой расчет.docx
Тип	Документы #64013

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

Исходные данные

Район строительства - МО, Солнечногорский район, д.Радумля.
Географическая широта – 56°

3. Среднемесячная температура наиболее жаркого месяца (июля) согласно СП 131.13330 t_н=18,7 °С.

4. Максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха А_t,ext=18,5 °С.

5. Максимальное и среднее значение суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации для вертикальных поверхностей западной и восточной ориентации согласно СП 131.13330

I_max=150 Вт/м² и I_av=92,8 Вт/м² .

6. Расчетная скорость ветра v=1 м/с.

7. Размеры камеры: 80 х 45 м.

8. Площадь холодильной камеры: 3585 м.кв.

9. Система подогрева: длина нагревательного элемента - 79 м.п. Шаг укладки - 600 мм по осям 550 мм (от края до края ленты). Ширина ленты 50 мм, толщина 0,1 мм. Марка AISI 321 (12Х18Н10Т)

10. Система обогрева пола морозильной камеры:

Секция	Сопротивление, Ом	Ток, А
Секция 1	7,5	27
Секция 2	7,5	26
Секция 3	7,5	23,6
Секция 4	7,5	25
Секция 5	7,5	26,5
Периметр камеры	39	8

11. Потребляемая мощность: 32.5 кВт.

12. Пирог пола: Песок карьерный 500 мм, трамбованный. Подбетонка 100 мм. Экструдированный пенополистерол200 мм (4*50мм) Технониколь КАРБОН. Плёнка 200 мкм. Бетон М300 Т=250 мм. Армокаркас 200*200 мм. Арматура 10 мм.

Порядок расчета

1. Количество теплоты, выделяемое системой обогрева пола морозильной камеры:

Согласно закону Джоуля – Ленца: ток, протекая по проводнику, представляет собой перемещение электрического заряда под воздействием электрического поля. Таким образом, электрическое поле совершает некоторую работу. Эта работа расходуется на нагрев проводника.

Q = I² R

при этом Q – количество выделившейся теплоты, Вт;

I - величина тока, А;

R - активное сопротивление проводников, Ом;

Для каждой секции количество теплоты будет равно:

Секция	Сопротивление, Ом	Ток, А	Количество выделившейся теплоты, Вт
Секция 1	7,5	27	5467,5
Секция 2	7,5	26	5070,0
Секция 3	7,5	23,6	4177,2
Секция 4	7,5	25	4687,5
Секция 5	7,5	26,5	5266,9
Периметр камеры	39	8	2496,0
ИТОГО			27165,1

Количество теплоты, выделяемое системой обогрева пола морозильной камеры равно 27165,1 Вт или 27,2 кВт.
2. Температура, создаваемая нагреваемыми элементами системы обогрева пола морозильной камеры (Марка элемента AISI 321 (12Х18Н10Т):

В соответствии закону Стефана – Больтцмана количество теплоты, Вт, излучаемой нагретым телом, пропорционально четвертой степени абсолютной температуры этого тела.

Q = C ∙ (T/100)⁴ ∙ F

где: С – коэффициент излучения, Вт/(м²∙К). Для нашего случая материал 12Х18Н10Т, значит С = 86 Вт/(м²∙К).

F – площадь излучаемой поверхности, м². Для нашего случая F = 0,05 х 79 = 3,95 м².

T – температура, создаваемая нагреваемым элементом, К

Исходя из формулы выше, температура равна:

T =

или 26,04 °С

Таким образом, температура, создаваемая нагреваемыми элементами системы обогрева пола морозильной камеры равна 26,04 °С.

Термические сопротивления теплопередачи наружных стен:

R=0,81 м²×°С/Вт;

Тепловая инерция определяется по формуле:

где s_i – расчетный коэффициент теплоусвоения материала ограждающей конструкции, Вт/м²×°С; s_i = 1,76 Вт/м²×°С

Тепловая инерция D=0,81×1,76=1,43;

Поскольку тепловая инерция D<4, требуется расчет на теплоустойчивость.

Требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности А_tint^req ограждающей конструкции определяется по формуле

где t_н – среднемесячная температура наиболее жаркого месяца (июля)

А_tint^req=2,5-0,1(18,3-21)=2,77 °С.

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям α_н, Вт/м²×°С, следует определять по формуле

где ν - минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16% и более, принимаемая согласно СП 131.13330, но не менее 1 м/с.

α_н=1,16(5+10)=17,4 Вт/(м²×°С).

5. Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха вычисляется по формуле

где

- максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, °С,

- коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции;

- соответственно максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), Вт/м², принимаемые согласно СП 131.13330 для наружных стен - как для вертикальных поверхностей западной ориентации и для покрытий - как для горизонтальной поверхности;

=0,5×18,5+[0,7(150-92,8)]/17,4=11,6 °С.

6. Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y с тепловой инерцией D>1, коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя принимается равным коэффициенту теплоусвоения материала Y=s=1,76 Вт/(м²×°С);

7. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции вычисляется по формуле

v=0,9e^D/

[(s+ α_в)( α_н +Y)]/[(s+Y) α_н]

где е = 2,718 - основание натуральных логарифмов;

D - тепловая инерция ограждающей конструкции, определяемая согласно.

s - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м²·°С);

Y - коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м²·°С);

α_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции; 8,7 Вт/м²×°С

α_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям α_н, Вт/м²×°С

v=0,9e^1,43/

[(1,76+8,7)(17,4+1,76)]/[(1,76+1,76)17,4]=8.

8. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стеновой панели определяется по формуле

А_t_в=

/v=11,6/8=1,45<А_tint^req=2,77 °С,

что отвечает требованиям норм.