hőszállítás Épületenergetika b.sc. 6. félév 2009. március 23
Post on 30-Dec-2015
28 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
NyomástartásA változó tömegáramú keringetés
gazdasági előnyeiTávhővezeték hővesztesége
Kritikus hőszigetelési vastagságFeladatok
HőszállításÉpületenergetika B.Sc. 6. félév
2009. március 23.
Nyomástartás
A nyomástartás feladata, hogy a zárt hidraulikai körökben a sztochasztikus nyomásviszonyok helyett a nyomásmező irányítottan, előre tervezhető módon alakuljon ki, és ez az állapot üzem közben, üzemszünetben, valamint tranziens viszonyok között egyaránt folyamatosan, adott tűrési értékek között, kellő üzembiztonsággal fennálljon.
A nyomástartást befolyásoló tényezők
• a folyadéktöltet rugalmassági viszonyai
• a határolószerkezetek rugalmassági viszonyai
• a folyadéktöltetben és a határolószerkeze- tekben az instacioner hőmérséklet-viszonyok miatt fellépő térfogatváltozások
• folyadékveszteségek
• a hálózat nyomásvesztesége
• domborzati viszonyok
Távfűtési hőszállító vezetékek nyomástartásának speciális követelményei
• Minden időpontban és a hálózat minden pontjában (értelemszerű kivétel a statikus nyomástartás esetleges gőzpárnája) akadályozza meg a gőzfázis képződést. Vagyis minden időpontban, illetve üzemállapotban és a hálózat minden pontjában nagyobb legyen a nyomás, mint az adott pontban a hőszállító közeg maximális hőmérsékletéhez tartozó telítési nyomás.
• Egyetlen üzemállapotban és a hálózat egyetlen pontjában sem szabad a maximálisan megengedett üzemi nyomást túllépni.
• A nyomástartó berendezésnek kompenzálnia kell a hőszállító közegben üzemben, illetve üzemszünetben bekövetkező térfogatváltozásokat (kontrakció, expanzió, vízveszteség, víznyereség).
A nyomástartás módjai és berendezései
• statikus nyomástartás– gázpárna
• nyitott• közvetlen kapcsolat a folyadékfelszín és a gázpárna között• membrános
– gőzpárna• saját gőz• idegen gőz
• dinamikus nyomástartás– szivattyús– kompresszoros
A nyomástartás kapcsolása szerint
• alsópontos nyomástartás (nyomott)• felsőpontos nyomástartás (szívott rendszer)• közbensőpontos (műpontos) nyomástartás
Alsópontos statikus nyomástartás
PS
KS H
F
KT
Alsópontos dinamikus nyomástartás
PS
KS
H
F
FKSPS
Felsőpontos statikus nyomástartás
KT
H
Felsőpontos dinamikus nyomástartás
KS
PS
F
H
KS
PS
KT
F
H
Közbenső (műpontos) statikus nyomástartás
Közbenső (műpontos) dinamikus nyomástartás
PS
H
KS F
Különböző nyomástartási megoldások nyomásdiagramja
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
nyomás (kPa)
nyom
vona
lhos
sz (
m)
előremenő, felsőpontos
visszatérő, felsőpontos
előremenő, alsópontos
visszatérő, alsópontos
előremenő, műpontos
visszatérő, műpontos
nyomástartás
Változó tömegáramú távhőhálózat fordulatszám-szabályozott szivattyúval
Szigetelt cső hőátbocsátási tényezője
dr
dtlr
dr
dtFQ 2
r
dr
l
Qdt
2
Cr
l
Qt
ln
2
az r = r1→ t = t1 peremfeltételből:
Crl
Qt
11 ln
2
11 ln
2r
l
QtC
11 ln
2 r
r
l
Qtt
1
2
21
ln2
rrtt
lQ
hőátadás a cső belső és külső felületén:
)(2 knkk ttlrQ )(2 100 ttlrQ b
lr
Qtt
kkkn
2
)(
lr
Qtt
b
010 2)(
kn
n
iii tttttttt
1
1110
a külső és belső hőmérséklet közötti különbség:
lr
Q
r
r
l
Q
lr
Qtt
kk
n
i
i
bi
2ln
22
1
1
1
0
lr
Q
r
r
l
Q
lr
Qtt
kk
n
i
i
bi
2ln
22
1
1
1
0
A vezetékmenti hőátbocsátási tényező
1 méter hosszú vezetékszakasz hőleadása 1°C hőmérsékletkülönbség esetén; [kl]=W/mK
tlktklDtkAQ l
lkkD
lr
Q
r
r
l
Q
lr
Qtt
kk
n
i
i
bi
2ln
22
1
1
1
0
tlktkAQ l tkl
Qq ll
kk
n
i
i
bl rr
r
rQ
tl
k 2
1ln
2
1
2
11 1
1
1
0
lktl
Q
kk
n
i
i
b
l
rrr
r
k
21
ln2
121
11
1
1
0
A forróvíz lehűlésének számításaPolitropikus, súrlódásos, kívülről fűtött vagy hűtött
stacionárius áramlás állandó áramlási keresztmetszetű csőben
ggradpwww
1
)(
2
2w
Ddz
dpv
dz
dww
Az energiaegyenlet: m
qwpvu
dz
d
2
2
m
q
dz
dww
dz
dvpv
dz
dp
dz
du
Differenciálva:
2
2w
Ddz
dp
dz
dww
A mozgási egyenlet:Euler-egyenlet:
gxx
p
x
ww
w
j
ji
ij
ij
i
,
Mivel a közeg összenyomhatatlan, ezért
0dz
dvp így
m
q
dz
dwwv
dz
dp
dz
du
A mozgási egyenletet az energiaegyenletbe helyettesítve
m
qw
Ddz
du
2
2
Mivel u = c T, ezért qVwDdz
dTcm 2
2
Ha tkUqTTkUq k )( akkor
tkUVw
Ddz
tdcm
2
2
A peremfeltétel: z = 0 0tt
t BAt
cm
kUw
Dc2dz
td 2
dz
tBA
td
A differenciálegyenlet a szétválasztás után
CBz)tBAln(
BzCetBA BzeB
C
B
At
B
C
B
At 0
0tΔBAC
A peremfeltételből
BzeB
tBA
B
Azt 0
B
Ae
B
At Bz0
ztDkU
mwe
DkU
mwt
zcm
kU
22
22
0
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5000 10000 15000 20000 25000
távolság m
hőm
érsé
kle
t C
t
t külső
t vége
111
1
11
1
11
1
111
1ln
2
1ln
2
1ln
2
11
kk
k
burkkszig
k
b DD
D
d
D
d
d
dR
R
ttkq l
Rkl
1
111
1
11
1
11
1
1111
1ln
2
1ln
2
1ln
2
11
kk
k
burkkszig
k
b DD
D
d
D
d
d
dR
222
2
22
2
22
2
2222
1ln
2
1ln
2
1ln
2
11
kk
k
burkkszig
k
b DD
D
d
D
d
d
dR
A védőcsatorna egyenértékű átmérője:
)(2
44
ba
ba
K
ADe
Ezzel a talaj hővezetési ellenállása:
1
22ln
2
12
eett D
h
D
hR
A védőcsatorna hőmérlege:
szellt qqqq 21
)()()()(
2
2
1
1kcs
t
tcscscs ttcVR
tt
R
tt
R
tt
cVRRRRtRRRRR
tcVRRRRRtRRtRRtt
ttt
kttttcs
212112
21211221
2
2
1
121
)()(
R
tt
R
ttqqq cscs
Közvetlen fektetésű távvezeték-pár hővesztesége
A távvezetéki hőveszteség aránya a szállított hőmennyiséghez
A számítást kétféle fektetési mód felvételével végeztük el:ISOPLUS köpenycsöves fektetésVasbeton védőcsatornában vezetett távvezetékpár
A távvezeték mérete:Külső csőátmérő: 219 mmBelső csőátmérő: 211 mmA hőszigetelés külső átmérője:
ISOPLUS: 301 mmVédőcsat.: 319 mmFektetési mélység: 1,2 mA számításokat 1000 m hosszú vezetékre végeztük el.A hőszigetelés hővezetési tényezőjeISOPLUS: 0,027 W/m,KVédőcsat.: 0,27 W/m,K üzemi hővez. tény
Vízsebesség, m/s Éves szállított hőmennyiség, GJ/év
Éves hőveszteség, GJ/év,illetve arány, %
ISOPLUS Vb. védőcsatorna
0,5 52 346,8
1531,8
2,9
6291,7
12,0
1,0 104 693,5 1,5 6,0
1,5 157 040,3 1,0 4,0
A számítást a védőcsatornában vezetett távvezeték esetében tervezési hővezetési tényezőre is
elvégeztük (0,045 W/m,K), és az eredmény alig tér el az ISOPLUS fektetésre kapott értékektől.
A hőszigetelés kritikus vastagsága
fajlagos hőátbocsátási tényező:
a szigetelés vastagságával befolyásolható:
szélsőérték:
Például:
ha αk=10 W/m2K; λszig=0,04 W/mK →Dkrit=0,008 m
ha αk=10 W/m2K; λszig=1 W/mK →Dkrit=0,2 m
A fajlagos hőátbocsátási tényező változása a szigetelés vastagságának függvényében, különböző hővezetési tényezőkre
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15szigetelési vastagság (cm)
fajl
agos
hőá
tboc
sátá
si té
nyez
ő (W
/mK
) λ=0,05
λ=0,4
λ=0,8
λ=1,5
Köszönöma
figyelmet!
top related