Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Стальные водогазопроводные трубы являются самым популярным металлопрокатом широкого применения. Кроме использования для прокладки коммуникаций в соответствии с названием, они успешно выполняют функции отопительных приборов.

Из труб вгп изготавливают гладкие и ребристые регистры разной конфигурации, которые по эффективности теплоотдачи не уступают современным радиаторам.

Они прекрасно подходят для транспортировки теплоносителя в системах с естественной циркуляцией, при этом попутно участвуя в обогреве помещений.

Устанавливая стальные водогазопроводные трубы для отопления, очень важно знать их основные характеристики. В первую очередь к ним относятся вес и коэффициент теплоотдачи. Тщательно выполнив предварительные расчеты, вы убережете себя от неожиданных сложностей при монтаже и обеспечите требуемый эффект при эксплуатации.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Сортамент водогазопроводных труб

Водогазопроводные трубы изготавливаются в соответствии с требованиями государственного стандарта – ГОСТ 3262-75. Он действует уже более 40 лет и регламентирует все размеры и технические требования.

В сортаменте выделяется 3 разновидности труб:

  • Легкие;
  • Обычные;
  • Усиленные.

Тип трубы определяется толщиной стенки. Она может варьироваться для разных диаметров от 1,8 до 5,5 мм. Усиление стенок позволяет изделиям выдерживать большее давление и обеспечивает более длительный срок службы. При этом, естественно, увеличивается расход металла на изготовление, стоимость и вес.

Приведенная в ГОСТе таблица веса стальных водогазопроводных труб позволяет определить массу 1 м погонного в зависимости от типа и диаметра.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

*

Важно! Масса, определенная по таблице, является теоретической, фактическое значение может отличаться на 4-8%, что бывает ощутимо при больших партиях. Оцинкованные изделия всегда тяжелее примерно на 3-5%.

Как видно из таблицы, труба водогазопроводная стальная может иметь условный проход от 6 до 150 мм, что соответствует интервалу от ¼ до до 6 дюймов. Размеры в дюймах часто используются для маркировки фитингов и запорно-регулирующей арматуры. Поэтому очень важно правильно оперировать этими единицами измерения при комплектации системы.

На заметку: если под рукой нет таблицы, можно самостоятельно провести пересчет диаметра. Для этого достаточно знать, что 1 английский дюйм соответствует средней толщине большого пальца взрослого мужчины и равняется 25,4 мм. Все калибры легко определить, разделив значение условного прохода на 25 с округлением до ближайшего стандартного значения.

Масса трубы может быть также найдена вручную с помощью простых формул геометрии и физики, представленных на рисунке ниже. При больших объемах расчетов удобно использовать специальный онлайн калькулятор, который позволяет автоматизировать процесс.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

  • На рисунке приняты следующие обозначения:
  • d – внутренний диаметр трубы;
  • D – наружный диаметр;
  • b – толщина стенки;
  • S – площадь металла в поперечном сечении;
  • V – объем металла;
  • m – масса изделия;
  • ρ – удельный вес стали, равный 7,85 г/см3.

Важно! Следует учитывать, что внутренний диаметр и условный проход – это не одно и то же. Трубы с разными толщинами стенок имеют разные внутренние диаметры при одинаковом условном проходе.

Под условным проходом понимают некую стандартную величину в линейке сортамента, которая лишь примерно равна значению d.

Приведение труб разных типов к одному условному диаметру значительно упрощает подбор фасонных элементов и других комплектующих.

*

Необходимо отметить высокие прочностные характеристики стальных труб. Они имеют жесткость, характерную для металлического прута аналогичного диаметра. При этом намного легче и дешевле. Так, изделие самого тяжелого типа будет иметь вес на 30-40% меньше, чем цельнометаллический прокат.

Благодаря этому, водогазопроводная труба широко применяется не только для транспортировки различных сред любой температуры, но также в строительстве и машиностроении для сооружения разнообразных конструкций.

Виды отопительных регистров

Стальные отопительные регистры представляют собой водогазопроводные или электросварные трубы, которые с помощью сварки соединяются в приборы для обогрева помещений. Они могут быть разной конфигурации. В соответствии с формой приборов выделяют следующие разновидности:

На рисунке показаны некоторые варианты их конструктивного исполнения.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Секционные в свою очередь подразделяются на виды в зависимости от способа соединения: ниткой или колонкой. В первом случае нагретая жидкость проходит последовательно по каждой трубе, двигаясь по прибору, как в змеевике. Во втором – теплоноситель входит в каждую последующую трубу с двух сторон параллельно, как показано на рисунке выше.

Иногда применяют аналогичные конструкции из металлического профиля прямоугольного или квадратного сечения. Они несколько дороже круглых, но могут быть удобны для самостоятельного изготовления при наличии исходного материала.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Несмотря на непривлекательный внешний вид, стальные регистры довольно популярны в помещениях технического назначения.

Их часто можно встретить в гаражах, мастерских, производственных цехах, а иногда и в общественных зданиях.

Некоторые домовладельцы отдают предпочтение именно регистрам из труб из-за относительной дешевизны изделия и возможности изготовления своими руками прибора нужной длины и формы.

По способности отдавать тепло такие приборы несколько уступают радиаторам аналогичной длины, но при этом имеют меньшую стоимость. Важным преимуществом гладкотрубных регистров является простота в уходе за ними. Именно удобство регулярного очищения обуславливает их частое применение в медицинских учреждениях.

Для увеличения теплоотдачи стальной трубы используют оребрение из пластин. Они существенно увеличивают площадь контакта с окружающим воздухом, к тому же улучшают конвекцию. Эффективность таких отопительных приборов примерно раза в 3 выше, чем гладкотрубных. Недостаток регистров с оребрением только в сложности удаления пыли, которая скапливается между пластинами.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

*

Существуют и более сложные современные конструкции вертикальных регистров. Они могут быть как прямыми, так и дугообразными в плане, повторяя очертания самых сложных архитектурных форм. Возможны варианты расположения колонок в один или два ряда. Такие регистры очень удобны для больших высоких помещений и дают свободу смелым дизайнерским решениям.

Калькулятор теплопередачи стальной трубыОпределение теплоотдачи

Для правильного подбора размера регистров для отопления помещений в соответствии с теплопотерями необходимо знать значение теплоотдачи трубы длиной 1 метр. Эта величина зависит от используемого диаметра и разницы температур теплоносителя и окружающей среды. Температурный напор определяется по формуле:

  1. ∆t= 0,5·(t1 + t2) – tк,
  2. где t1 и t2 – температуры на входе в котел и выходе из него соответственно;
  3. tк – температура в отапливаемой комнате.

Быстро определить ориентировочное значение количества тепла, получаемого от регистра, поможет таблица теплоотдачи 1 м стальной трубы. Не смотря на то, что результат получается весьма приближенным, этот метод является самым удобным и не требует проведения сложных расчетов.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Для справки: 1 БТЕ/ час · фут2 ·oF = 5,678 Вт/м2К = 4,882 ккал/час· м2 ·oC.

*

Таблица показывает, какой будет теплоотдача стальных труб в воздушной среде при некоторых температурных перепадах. Для промежуточных значений разницы температур выполняются расчеты путем интерполяции.

  • Для более точного определения количества тепла, которое дает стальная труба, следует пользоваться классической формулой:
  • Q=K ·F · ∆t,
  • где: Q – теплоотдача, Вт;
  • K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 · 0С);
  • F – площадь поверхности, м2;
  • ∆t – температурный напор, 0С.
  • Принцип определения ∆t был описан выше, а значение F находится по простой геометрической формуле для поверхности цилиндра: F = π·d·l,
  • где π = 3,14, а d и l – диаметр и длина трубы соответственно, м.
  • При расчете участка длиной 1 м формула приобретает вид Q = 3,14·K·d·∆t.

На заметку: при определении теплоотдачи одиночной трубы достаточно подставить справочное значение коэффициента теплообмена для стали при передаче тепла от воды к воздуху, которое составляет 11,3 Вт/(м2 · 0С). Для отопительного прибора значение К зависит не только от материала, из которого изготовлены трубы, но также от их диаметра и количества ниток, так как они влияют друг на друга.

Средние значения коэффициентов теплопередачи для самых популярных типов нагревательных приборов приведены в таблице.

Калькулятор теплопередачи стальной трубыВажно! Подставляя значения в формулы необходимо внимательно следить за единицами измерения. Все величины должны иметь размерности, которые согласовываются между собой. Так, коэффициент теплопередачи, найденный в ккал/(час· м2 ·0С) необходимо перевести в Вт/(м2·0С), учитывая, что 1 ккал/час = 1,163 Вт.

Читайте также:  Как забеременеть если нет труб эко

*

Безусловно, таблица теплоотдачи стальных труб позволяет получить результат более быстро, чем расчет по формулам, но если важна точность, придется немного повозиться.

Чтобы определить необходимый размер регистра, требуемую тепловую мощность нужно разделить на теплоотдачу 1 метра с округлением в большую сторону к ближайшему целому числу. Для ориентира можно взять средние данные для утепленного помещения высотой до 3 м: 1 м регистра при диаметре 60 мм способен обогреть 1 м2 помещения.

На заметку: Как видно из таблицы, коэффициент К для стальных труб может меняться от 8 до 12,5 ккал/(час· м2 · 0С). Увеличение диаметров и количества ниток приводит к уменьшению эффективности передачи тепла. В связи с этим для увеличения теплоотдачи регистра следует отдавать предпочтение увеличению длины элементов.

Необходимо учитывать также, что трубы больших размеров требуют повышенного объема воды в системе, что создает дополнительную нагрузку на котел. Рекомендуемое расстояние между нитками равно равняться диаметру труб плюс еще 50 мм.

Если система заполняется не водой, а незамерзающей жидкостью, то это существенно влияет на теплоотдачу регистра и требует увеличения его размеров после проведения дополнительных расчетов. Это особенно актуально при использовании приборов с ТЭНами и маслом в виде теплоносителя.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Заключение

Стальной трубопровод является довольно прочным, долговечным изделием с хорошей теплоотдачей. Регистры из гладких труб могут иметь различные конфигурации, очень удобны в уходе и не требуют периодической промывки. Это позволяет им успешно конкурировать с легкими биметаллическими и алюминиевыми отопительными приборами, а также с традиционными «неубиваемыми» чугунными радиаторами.

Водогазопроводные трубы получили широкое распространение в наружных тепловых сетях при открытой прокладке благодаря высокой жесткости и износоустойчивости.

Целесообразность использования стальных труб для отопления помещений определяется условиями эксплуатации, финансовыми возможностями и эстетическим вкусом хозяев.

Применение регистров наиболее оправдано в производственных и технических помещениях, но и в других случаях у них найдутся свои преимущества.

Автор (Эксперт Сайта): Ирина Чернецкая

Теплоотдача 1 м стальной трубы – проводим расчет

Расчёт теплоотдачи трубы требуется при проектировании отопления, и нужен, чтобы понять, какой объём тепла потребуется, чтобы прогреть помещения и, сколько времени на это уйдёт. Если монтаж производится не по типовым проектам, то такой расчёт необходим.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Стальная труба

Коэффициент теплоотдачи считается для тёплого пола. Всё реже эта система делается из стальных труб, но если в качестве теплоносителей выбраны изделия из этого материала, то произвести расчёт необходимо. Змеевик – ещё одна система, при монтаже которой необходимо учесть коэффициент отдачи тепла.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Радиатор из стальных труб

Регистры – представлены в виде толстых труб, соединённых перемычками. Теплоотдача 1 метра такой конструкции в среднем – 550 Вт. Диаметр же колеблется в пределах от 32 до 219 мм.

Сваривается конструкция так, чтобы не было взаимного подогрева элементов. Тогда теплоотдача увеличивается.

Если грамотно собрать регистры, то можно получить хороший прибор обогрева помещения – надёжный и долговечный.

В процессе проектирования перед специалистами встаёт вопрос, как уменьшить или увеличить теплоотдачу 1 м. стальной трубы. Для увеличения требуется изменить инфракрасное излучение в большую сторону. Делается это посредством краски. Красный цвет повышает теплоотдачу. Лучше, если краска матовая.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Расчет

Другой подход – установить оребрение. Оно монтируется снаружи. Это позволит увеличить площадь теплоотдачи.

В каких же случаях требуется параметр уменьшить? Необходимость возникает при оптимизации участка трубопровода, расположенного вне жилой зоны. Тогда специалисты рекомендуют утеплить участок – изолировать его от внешней среды. Делается это посредством пенопласта, специальных оболочек, которые производятся из особого вспененного полиэтилена. Нередко используется и минеральная вата.

Производим расчёт

Формула, по которой считается теплоотдача следующая:

Q = K*F*dT, где

  • К – коэффициент теплопроводности стали;
  • Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
  • F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.

Коэффициент теплопроводности K выбирается с учётом площади изделия. Зависит его величина и от количества ниток, проложенных в помещениях. В среднем величина коэффициента лежит в пределах 8-12,5.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.

dT = (0,5*(T1 + T2)) — Tк

Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия

Посчитать теплоотдачу 1 м. трубы, выполненной из стали, просто. У нас есть формула, осталось подставить значения.

Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.

Здесь

  • К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
  • F = 10 м2, площадь трубы;
  • dT = 60° С, температурный напор.

Об этом стоит помнить

Хотите сделать систему отопления грамотно? Не стоит подбирать трубы на глазок. Расчёты теплоотдачи помогут оптимизировать траты на строительство. При этом можно получить хорошую отопительную систему, которая прослужит долгие годы.

Расчет коэффициентов теплоотдачи

Интенсивность теплоотдачи зависит от динамического вида течения, определяющего структуру пограничного слоя у поверхности теплообмена, который в свою очередь зависит от скорости потока. Увеличение скорости потока ведет к уменьшению пограничного слоя, повышает турбулентность и приводит к увеличению интенсивности теплоотдачи.

Теплоотдача так же зависит от характеристик теплоносителя. Высокая теплопроводность уменьшает термическое сопротивление пограничного слоя и увеличивает теплоотдачу.

Снижение вязкости жидкости уменьшает пограничный слой, что так же благоприятно влияет на теплообмен между поверхностью и потоком теплоносителя.

Уменьшение пограничного слоя происходит так же в случае повышения кинематической вязкости или увеличения плотности рабочей среды, что так же повышает теплоотдачу.

Так же интенсивность теплоотдачи зависит от теплоемкости жидкости. При повышении теплоемкости повышается и теплоотдача, поскольку жидкость с большей теплоемкостью способна переносить большее количество теплоты.

Дополнительными факторами, влияющими на теплоотдачу, являются форма поверхности теплоотдачи, химические реакции и фазовые переходы в теплоносителе.

Онлайн расчеты, выполняемые в данном разделе, включают в себя определение коэффициентов теплоотдачи для наиболее распространенных случаев: плоской поверхности, внутренней и наружной стенки трубы, а так же расчет коэффициента теплоотдачи наружной поверхности группы параллельных труб. Для расчета необходимо задать определяющие размеры поверхностей, их температуру, температуру теплоносителя, скорость потока а так же такие характеристики рабочей среды как динамическая вязкость, плотность, коэффициент теплопроводности и удельная теплоемкость.

Расчет коэффициента теплоотдачи плоской стенки

  • Вычислить коэффициент теплоотдачи плоской поверхности можно с помощью уравнения подобия:
  • Nul = 0,66×Rel0,5×Pr0,33 ; при ламинарном пограничном слое
  • Nul = 0,037×Rel0,8×Pr0,43 ; при турбулентном пограничном слое
  • Rel – число Рейнольдса, Pr – число Прандтля.

Исходные данные:

  1. L – размер поверхности в направлении потока, миллиметрах; w – скорость потока, метрах в секунду;
  2. μ – динамическая вязкость теплоносителя, в паскаль×секунда;
  3. ρ – плотность теплоносителя, в килограммах / метр3;
  4. λ – коэффициент теплопроводности теплоносителя, в ваттах / метр×°C×сек;
  5. Cp – удельная теплоемкость теплоносителя, в джоулях / килограмм×°C.

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ ПЛОСКОЙ СТЕНКИ

  • Размер поверхности L, мм
  • Скорость потока, w, м/c
  • Динамическая вязкость, μ, Па*с
  • Плотность теплоносителя, ρ, кг/м3
  • Теплопроводность, λ, Вт/(м*0C×сек)
  • Удельная теплоемкость, Сp, Дж/(кг*0C)

Коэффициент теплоотдачи α, Вт/м2*0С

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Число Рейнольдса:

Re = ρ×w×L / μ;

Число Пекле:

Pe = Сp×ρ×w×L / λ;

Читайте также:  Муфта для пластиковых труб американка

Число Прандтля:

Pr = Pe / Re;

Число Нуссельта:

Nu = 0,66×Re0,5×Pr0,33 – при ламинарном течении; Nu = 0,037×Re0,8×Pr0,43 – при турбулентном течении;

Коэффициент теплоотдачи:

α = Nu×λ / L.

  1. Теплоотдача внутренней стенки трубы определяется уравнением:
  2. Nuf = 0,15×Ref0,33×Pr0,43 – при ламинарном режиме течения
  3. Nuf = 0,021×Ref0,8×Pr0,43 – при турбулентном режиме
  4. Ref – число Рейнольдса, Pr – число Прандтля.

Исходные данные:

  • D – внутренний диаметр трубы, миллиметрах; w – скорость потока, метрах в секунду;
  • μ – динамическая вязкость теплоносителя, в паскаль×секунда;
  • ρ – плотность теплоносителя, в килограммах / метр3;
  • λ – коэффициент теплопроводности теплоносителя, в ваттах / метр×°C×сек;
  • Cp – удельная теплоемкость теплоносителя, в джоулях / килограмм×°C.

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ ВНУТРЕННЕЙ СТЕНКИ ТРУБЫ

  1. Диаметр трубы, D, мм
  2. Скорость потока, w, м/c
  3. Динамическая вязкость, μ, Па*с
  4. Плотность теплоносителя, ρ, кг/м3
  5. Теплопроводность, λ, Вт/(м*0C×сек)
  6. Удельная теплоемкость, Сp, Дж/(кг*0C)

Коэффициент теплоотдачи α, Вт/м2*0С

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Число Рейнольдса:

Re = ρ×w×D / μ;

Число Пекле:

Pe = Сp×ρ×w×D / λ;

Число Прандтля:

Pr = Pe / Re;

Число Нуссельта:

Nu = 0,15×Re0,33×Pr0,43 – при ламинарном пограничном режиме течения; Nu = 0,021×Re0,8×Pr0,43 – при турбулентном режиме;

Коэффициент теплоотдачи:

α = Nu×λ / D.

  • Число Нуссельта при расчете теплоотдачи наружной стенки трубы:
  • Nuf = 0,5×Ref0,5×Pr0,38 – при ламинарном режиме течения
  • Nuf = 0,25×Ref0,6×Pr0,43 – при турбулентном режиме
  • Ref – число Рейнольдса, Pr – число Прандтля.

Исходные данные:

  1. D – наружный диаметр трубы, миллиметрах; w – скорость потока, метрах в секунду;
  2. μ – динамическая вязкость теплоносителя, в паскаль×секунда;
  3. ρ – плотность теплоносителя, в килограммах / метр3;
  4. λ – коэффициент теплопроводности теплоносителя, в ваттах / метр×°C×сек;
  5. Cp – удельная теплоемкость теплоносителя, в джоулях / килограмм×°C.

ψ – угол между трубой и направлением потока теплоносителя, метрах градусах;

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ НАРУЖНОЙ СТЕНКИ ТРУБЫ

  • Диаметр трубы, D, мм
  • Скорость потока, w, м/c
  • Угол атаки, ψ, 0
  • Динамическая вязкость, μ, Па*с
  • Плотность теплоносителя, ρ, кг/м3
  • Теплопроводность, λ, Вт/(м*0C×сек)
  • Удельная теплоемкость, Сp, Дж/(кг*0C)

Коэффициент теплоотдачи α, Вт/м2*0С

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Число Рейнольдса:

Re = ρ×w×D / μ;

Число Пекле:

Pe = Сp×ρ×w×D / λ;

Число Прандтля:

Pr = Pe / Re;

Число Нуссельта:

Nu = 0,5×Re0,5×Pr0,38×εψ – при ламинарном режиме течения; Nu = 0,25×Re0,6×Pr0,43×εψ – при турбулентном режиме; εψ – коэффициент, учитывающий угол между трубой и направлением потока теплоносителя;

Коэффициент теплоотдачи:

α = Nu×λ / D.

При организации теплообмена между теплоносителем и группой труб, расположенных в несколько рядов, процесс теплоотдачи несколько усложняется. В этом случае теплоотдача зависит от взаимного расположения труб и ряда, в котором находится конкретная труба. При этом, в расчет числа Нуссельта вводятся поправочные коэффициенты, учитывающие расположение труб в группе:

  1. εs = (S2 / d)-0,15 – при коридорном расположении труб
  2. εs = (S1 / S2)0,167 – при шахматном расположении труб
  3. Поскольку первый ряд труб находится в невозмущенном потоке жидкости, теплоотдача труб первого ряда меньше чем последующих. В связи с этим, для учета неравномерности теплоотдачи вводятся коэффициенты для первого, второго и последующих рядов труб:
  4. ε1 = 0,6 – для первого ряда ε2 = 0,9 – для второго ряда при коридорном расположении ε2 = 0,7 – для второго ряда при шахматном расположении εi = 1 – для третьего и последующих рядов труб
  5. Константы подобия при расчете числа Нуссельта так же зависят от взаимного расположения труб в турбулентном потоке:
  6. Nuf = 0,56×Ref0,5×Pr0,36 – прирасположении труб в ламинарном потоке
  7. Nuf = 0,26×Ref0,65×Pr0,33 – при коридорном расположении труб в турбулентном потоке
  8. Nuf = 0,41×Ref0,6×Pr0,33 – шахматном расположении труб в турбулентном потоке

Исходные данные:

  • D – наружный диаметр труб, миллиметрах;
  • S1 – поперечный шаг труб, миллиметрах;
  • S2 – продольный шаг труб, миллиметрах;
  • μ – динамическая вязкость теплоносителя, в паскаль×секунда;
  • ρ – плотность теплоносителя, в килограммах / метр3;
  • λ – коэффициент теплопроводности теплоносителя, в ваттах / метр×°C×сек;
  • Cp – удельная теплоемкость теплоносителя, в джоулях / килограмм×°C.

z – количество рядов труб; w – скорость потока, метрах в секунду; ψ – угол между трубой и направлением потока теплоносителя, метрах градусах;

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ ГРУППЫ ТРУБ

  1. Диаметр труб, D, мм
  2. Поперечный шаг труб, S1, мм
  3. Продольный шаг труб, S2, мм
  4. Количество рядов труб, z
  5. Угол атаки, ψ, 0
  6. Скорость потока, w, м/c
  7. Динамическая вязкость, μ, Па*с
  8. Плотность теплоносителя, ρ, кг/м3
  9. Теплопроводность, λ, Вт/(м*0C×сек)
  10. Удельная теплоемкость, Сp, Дж/(кг*0C)
  11. Шахматное расположение труб
  12. Коридорное расположение труб

Коэффициент теплоотдачи α, Вт/м2*0С

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Число Рейнольдса:

Re = ρ×w×D / μ;

Число Пекле:

Pe = Сp×ρ×w×D / λ;

Число Прандтля:

Pr = Pe / Re;

Число Нуссельта:

Nu = 0,56×Re0,5×Pr0,36×εψ×εs×εi – при ламинарном потоке; Nu = 0,26×Re0,65×Pr0,33×εψ×εs×εi – при коридорном расположении труб в турбулентном потоке; Nu = 0,41×Re0,6×Pr0,33×εψ×εs×εi – при шахматном расположении труб в турбулентном потоке;

Коэффициент теплоотдачи:

α = Nu×λ / D.

Другие калькуляторы

  • – расчет трубопровода несжимаемой жидкости
  • – расчет трубопровода газа
  • – Расчет свободной конвекции для горизонтальной поверхности
  • – Расчет свободной конвекции для вертикальной поверхности
  • – Расчет коэффициента теплопередачи через плоскую стенку
  • – Расчет коэффициента теплопередачи через цилиндрическую стенку

©ООО”Кайтек”, 2020. Любое использование либо копирование материалов или подборки материалов сайта, может осуществляться лишь с разрешения автора (правообладателя) и только при наличии ссылки на сайт www.caetec.ru

Калькуляторы расчета параметров регистра отопления – в помощь домашнему умельцу!

Традиционными приборами теплообмена, устанавливаемыми в жилых помещениях, являются радиаторы отопления.

Однако, нередко можно встретить картину, когда хозяева, по всей видимости – из соображений экономии, предпочитают обойтись самодельными регистрами, то есть каскадно сваренными отрезками труб большого диаметра.

Такой подход обычно широко применяется в хозяйственных или подсобных постройках и помещениях, но при аккуратной сборе и покраске регистры вполне могут вписаться и в интерьер жилой комнаты.

Калькулятор теплопередачи стальной трубыКалькуляторы расчета параметров регистра отопления

Однако, экономия при таком подходе – далеко не очевидна: по сути, любой регистр по своим возможностям теплоотдачи обычно проигрывает намного более компактным и аккуратным внешне радиаторам.

Во всяком случае, ждать каких-либо чудес от его установки – не приходится. А коли так, то планировать установку подобных отопительных приборов следует только после проведенных расчетов и сравнительного анализа стоимости и эффективности.

А помогут нам в этом вопросе калькуляторы расчета параметров регистра отопления.

Предлагается такой алгоритм проведения вычислений:

  • Вначале на первом калькуляторе определяется количество теплопотерь, требующих компенсации за счет системы отопления. Одним словом – вычисляется потребная тепловая мощность для конкретной комнаты.
  • Располагая значением требуемой мощности, на втором калькуляторе можно быстро и точно «спроектировать» регистр отопления с искомой теплоотдачей – то есть определить его длину, количество секций и диаметр (сечение) используемых для изготовления труб.

Цены на медные трубы

Чуть ниже, под самими калькуляторами, будут приведены необходимые пояснения по проведению расчетов.

Калькуляторы расчета параметров регистра отопления

Калькулятор расчета необходимой тепловой мощности для обогрева помещения

Перейти к расчётам

Калькулятор для подбора оптимальных параметров регистра отопления

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению расчетов

1. По расчету тепловой мощности

Алгоритм строится на учете тех специфических особенностей помещения, которые влияют на количество тепловых потерь из него:

  • Площадь помещения и уровень высоты потолка предопределят примерный объем комнаты.
  • Следующий пункт – количество стен, выходящих на улицу. Чем больше внешних стен, тем весомее теплопотери через них – в программу расчета будет внесена соответствующая поправка.
  • Специфические данные – куда смотрят внешние стены по отношению к сторонам света и к преобладающим зимою ветрам. Кажется, что это мелочь, но для достоверности картины и ее учесть не мешает. Понятно, стена что на северной стороне, то есть никогда не видящая Солнца, или же почти всегда обращённая к морозному ветру, будет выхолаживаться значительно быстрее.
  • Следующий пункт – это минимальные температуры, характерные для региона в самую холодную декаду года. Подчеркиваньем – НЕ аномальные морозы, а тот минимум, который является для ваших климатических условий нормой.
  • Следующие поле ввода отражает степень термоизолированности помещения и предлагает оценить степень утепленность внешних стен. Полностью утепленной можно считать лишь ту, термоизоляционные работы на которой проведены в полном объеме на основании проведенных теплотехнических расчетов. Совсем не утепленных стен в жилых домах быть в принципе не должно – это может быть гараж, сарай и т.п., да и то хороший хозяин стремится и в таких постройках обеспечивать хотя бы минимальный уровень термоизоляции.
  • Далее следует оценить «соседство» помещения по вертикали, то есть сверху и снизу. Утечки тепла через перекрытия и полы бывают весьма внушительными, так что игнорировать это обстоятельство – неразумно. Необходимо выбрать нужные пункты из выпадающих списков.
  • Далее – окна. Потребуется внести их тип, количество и размеры. На основании этих данных программа расчета внесет необходимую поправку к конечному результату.
  • И, наконец, в комнате может быть дверь, выходящая на улицу (в неотапливаемое помещение). Если дверью регулярно пользуются, то любое ее открытие сопровождается проникновением в комнату большой массы холодного воздуха, и это требует определенной «компенсации» за счет увеличения мощности обогрева.
Читайте также:  Смазочно-охлаждающая жидкость и ее характеристики

Итоговый результат будет показан в ваттах и киловаттах. Значение записываем – и переходим к следующему калькулятору.

2. По подбору параметров регистра отопления

Да, именно по подбору, основываясь на проведённом расчете потребной тепловой мощности.

Дело в том, что в тех случаях, когда планируется изготовление и установка регистра отопления, хозяин уже, как правило, обладает какими-то исходными данными.

Например, от точно знает, что в помещении можно выделить для установки регистра 4 метра по внешней стене — и не более, а вот с количеством параллельных секций особых ограничений нет.

Другой пример – к самой идее изготовления регистра привело наличие в хозяйстве ненужных для других целей труб конкретного диаметра. Чтобы они зря не валялись, их пускают на изготовление прибора отопления.

Возможны иные исходные варианты – но всё равно калькулятор дает возможность очень быстро и точно «спроектировать» регистр.

Что указывается в полях ввода:

  • Температурный режим системы отопления – средняя температура в трубе подачи и в «обратке». На основании этих параметров, с учетом температуры воздуха в помещении (она принята, для упрощения, стабильная, в +20°С), рассчитывается значение так называемого теплового напора, необходимого для дальнейших вычислений. Эти данные температуры при дальнейших расчетах можно будет не менять.
  • А вот с размерными показателями регистра – вполне можно «поиграть». Имеется в виду, что можно попробовать изменять количество секций, длину регистра, диаметр или сечение труб, из которого прибор будет изготавливаться, так, чтобы итоговое значение при расчете было не меньше, чем полученное при работе с первым калькулятором.

Это – совсем не сложно, и на практике занимает буквально минуту-другую. Зато появляется возможность найти несколько приемлемых вариантов, например, из труб разного сечения – с разным количеством секций. Сравнив экономичность, степень сложности сборки, да и внешний вид этих вариантов, можно уже окончательно определиться с оптимальным для своих условий.

Калькулятор теплопередачи стальной трубыРегистры отопления – «за» и «против»

Не стоит слишком уж приписывать этим приборам «волшебные» качества по отоплению помещений. Скорее, наоборот, к их установке следует прибегать, когда имеются действительно веские основания. Подробнее об этом, а также о расчетах и изготовлении регистров отопления – в специальной публикации нашего портала.

Калькулятор расчета водяного теплого пола

Онлайн калькулятор водяного теплого пола предназначен для расчета основных тепловых и гидравлических параметров системы, расчета диаметра и длины трубы.

Калькулятор предоставляет возможность осуществить расчет теплого пола, реализованного «мокрым» способом с обустройством монолитного пола из цементно-песчаного раствора или бетона, а также с реализацией «сухим» методом, с использованием тепло-распределяющих пластин. Устройство системы ТП «сухим» методом предпочтительно для деревянных полов и перекрытий.

При завышении предельно допустимых значений основных параметров, калькулятор укажет на ошибки.

Калькулятор теплопередачи стальной трубы

Тепловые потоки, направленные снизу-вверх, являются наиболее предпочтительными и комфортными для человеческого восприятия. Именно поэтому обогрев помещений теплыми полами становится наиболее популярным решением по сравнению с настенными источниками тепла. Нагревательные элементы такой системы не занимают дополнительного места в отличие от настенных радиаторов.

Правильно спроектированные и реализованные системы теплого пола являются современным и комфортным источником обогрева помещений. Использование современных и качественных материалов, а также правильных расчетов, позволяет создать эффективную и надежную систему отопления со сроком службы не менее 50 лет.

Система теплого пола может выступать единственным источником обогрева помещения только в регионах с теплым климатом и с использованием энерго-эффективных материалов. При недостаточном тепловом потоке обязательно применение дополнительных источников тепла.

Полученные расчеты будут особенно полезны тем, кто планирует реализовать систему отопления теплого пола своими руками в частном доме.

Для более точного расчета обязательно обратитесь к квалифицированным специалистам в вашем регионе!

  • Общий тепловой поток
  • – Кол-во выделяемого тепла в помещение. Если тепловой поток меньше тепловых потерь помещения, необходимы дополнительные источники тепла, например, такие как настенные радиаторы.

  • Тепловой поток по направлению вверх
  • – Кол-во выделяемого тепла в помещение с 1 квадратного метра площади по направлению вверх.

  • Тепловой поток по направлению вниз
  • – Кол-во “теряемого” тепла и не участвующего в обогреве помещения. Для уменьшения данного параметра необходимо выбирать максимально эффективную теплоизоляцию под трубами ТП* (*теплого пола).

  • Суммарный удельный тепловой поток
  • – Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 квадратного метра.

  • Суммарный тепловой поток на погонный метр
  • – Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 погонного метра трубы.

  • Средняя температура теплоносителя
  • – Средняя величина между расчетной температурой теплоносителя подающего трубопровода и расчетной температурой теплоносителя обратного трубопровода.

  • Максимальная температура пола
  • – Максимальная температура поверхности пола по оси нагревательного элемента.

  • Минимальная температура пола
  • – Минимальная температура поверхности пола по оси между трубами ТП.

  • Средняя температура пола
  • – Слишком высокое значение данного параметра может быть дискомфортно для человека (нормируется СП 60.13330.2012). Для уменьшения данного параметра необходимо увеличить шаг труб, снизить температуру теплоносителя либо увеличить толщину слоев над трубами.

  • Длина трубы
  • – Общая длина трубы ТП с учетом длины подводящей магистрали. При высоком значении данного параметра калькулятор рассчитает оптимальное кол-во петель и их длину.

  • Тепловая нагрузка на трубу
  • – Суммарное количество тепловой энергии, получаемое от источников тепловой энергии, равное сумме теплопотреблений приемников тепловой энергии и потерь в тепловых сетях в единицу времени.

  • Расход теплоносителя
  • – Массовое кол-во теплоносителя предназначенного для подачи необходимого кол-ва тепла в помещение в единицу времени.

  • Скорость движения теплоносителя
  • – Чем выше скорость движения теплоносителя, тем выше гидравлическое сопротивление трубопровода, а также уровень шума, создаваемого теплоносителем. Рекомендуемое значение от 0.15 до 1м/с. Данный параметр можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.

  • Линейные потери давления
  • – Снижение напора по длине трубопровода, вызванного вязкостью жидкости и шероховатостью внутренних стенок трубы. Без учета местных потерь давления. Значение не должно превышать 20000Па. Можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.

  • Общий объем теплоносителя
  • – Общее кол-во жидкости для заполнения внутреннего объема труб системы ТП.

Калькулятор работает в тестовом режиме. Дата добавления калькулятора 11.03.2018

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector