Курсовая работа: Оптимізація параметрів елементів системи теплопостачання

Де Pr₁ , Pr₂ – відповідно числа Прандтля теплоносіїв внутрішнього та зовнішнього контурів при заданій температурі.

Коефіцієнти тепловіддачі теплоносіїв внутрішнього та зовнішнього контурів, Вт/(м² К):

;

Де , - відповідно коефіцієнти теплопровідності носіїв внутрішнього та зовнішнього контурів при заданій температурі, Вт/(м К).

Коефіцієнти теплопередачі від внутрішнього до зовнішнього контурів:

,

Де - коефіцієнт теплопровідності матеріалу трубопроводів, Вт/(м К).

Розрахункова площа теплообмінника:

,

Де Q-теплова продуктивність енергосистеми, кВт;

- температурний напір, К.

Довжина теплообмінника типу «труба в трубі»:

.

Маса матеріалу енергосистеми:

Де - відповідно довжина ділянок енергосистеми, м;

- густина матеріалу трубопроводів, кг/м³

Витрата коштів на енергосистему за рік:

,

Де Е_{н -} нормативний коефіцієнт, що дорівнює 0,15:

S_м - вартість металу трубопроводу, грн/кг;

S_ел - вартість 1 кВт∙год електроенергії;

λ- коефіцієнт тертя трубопроводу;

∑- підсумковий коефіцієнт місцевого опору трубопроводу;

- ККД мережного насоса;

- ККД електродвигуна для приводу насоса;

g – прискорення вільного падіння, м/с²

3. Електронна таблиця з оптимізаційними розрахунками енергосистеми

Таблиця 1

Початкові дані для розрахунків
Витрата теплоносія у внутр. контурі, G1 кг/с	29
Витрата теплоносія у зовн. контурі, G2 кг/с	44
Густина теплоносія внутр. контуру, ρ1, кг/м3	1000
Густина теплоносія зовн. контуру, ρ2, кг/м3	1000
Густина матеріалу трубопроводів, ρм, кг/м3	8000
Нормативний коефіцієнт, Ен	0,15
Тиск теплоносія внутрішнього контуру, Р1, Мпа	2,4
Тиск теплоносія зовнішнього контуру, Р2. Мпа	1,9
Міцність матер. трубопроводів, σ, Мпа	34
Довжина ділянки трубопроводу, L1, м	34
Довжина ділянки трубопроводу, L2, м	44
Довжина ділянки трубопроводу, L3, м	54
Число годин роботи системи за рік, h, год	6800
ККД мережного насоса, ηн	0,65
ККД електродвигуна, ηэл	0,9
Вартість електроенергії, Sел, грн/(кВт)	0,4
Вартість металу трубопроводу, Sм, грн/кг	2,8
Підсумковий коеф. місц. опору трубопроводу, Σξм	30
Коеф. Тертя трубопроводу, λ	0,02
Теплова продуктивність системи, Q, кВт	240
Питома теплоємність теплоносіїв, с, Дж/(кг∙К)	4180
Температура на вих. теплообмінника, Т2вих, гр. С	60
Температурний напір, ∆t, гр. С	29
Коеф. Теплопровідності матер. трубопроводу, λм, Вт/(м∙К)	40
Число Прандтля для внутр.. контуру, Pr1	2,2
Число Прандтля для зовн. Контуру,Pr2	3
Коеф. Теплопровідності теплонос. Внутр.. контуру, λ1, Вт/(м∙К)	0,67
Коеф. Теплопровідності теплонос.зовн.. контуру, λ2, Вт/(м∙К)	0,66
Кінемат. В’язкість теплонос. Внутр.. контуру, v1, м.кв/с	3,60Е-07
Кінемат. В’язкість теплонос.зовн.. контуру, v2, м.кв/с	4,80Е-07