Расчет радиатора охлаждения воздуха

Полное термическое сопротивление

Это выражение показывает, что полное термическое сопротивление IU равно сумме индивидуальных термических сопротивлений 1 / осу. Обычно стенка изготовляется из металла, обладающего очень высокой теплопроводностью.

При dzdKJ с увеличением dz полное термическое сопротивление теплопередачи снижается, так как увеличение наружной поверхности оказывает на термическое сопротивление большее влияние, чем увеличение толщины стенки.

Зависимость тепловых потерь от толщины изоляции цилиндрической стен.

При dg йкр с увеличением dj полное термическое сопротивление теплопередачи падает. При dfj кр с увеличением d термическое сопротивление теплопередачи возрастает. Это необходимо учитывать при выборе тепловой изоляции цилиндрической камеры.

Зависимость термиче — К понятию Зависимость теп-ского сопротивления цилиндри — критического диаметра ловых потерь от толщины ческой стенки от d. изоляции, изоляции, наложенной на.

При d2 dup с увеличением d2 полное термическое сопротивление теплопередачи снижается, так как увеличение наружной поверхности оказывает на термическое сопротивление большее влияние, чем увеличение толщины стенки.

Зависимость тепловых потерь от толщины изоляции цилиндрической стен.

При dz dKp с увеличением dz полное термическое сопротивление теплопередачи падает. При d2 dKp с увеличением rf2 термическое сопротивление теплопередачи возрастает. Это необходимо учитывать при выборе тепловой изоляции цилиндрической камеры.

Сводка термических сопротивлений теплопроводности Я и полных термических сопротивлений теплопередачи R для тел различной формы представлена в табл. 3.10. В отличие от (3.32) приведенные здесь значения отнесены ко всей площади F, через которую передается тепловой поток Q.

Это обеспечивает лучшее охлаждение газа и снижает полное термическое сопротивление холодильника, так как переход тепла от газа к трубе происходит с более значительным термическим сопротивлением, чем от трубы к охлаждающей воде. На рис. 23 приведены поперечный разрез холодильника труба в трубе, элементы его конструкции и варианты оребрения водяной трубы. Газовым трактом этого холодильника является пространство между внутренней трубой и корпусом холодильника. Кроме приведенных на рис. 23 вариантов оребрения водяной трубы делают и другие, например имеется менее удачная конструкция с поперечным расположением ребер.

Что такое сложный теплообмен и как определяется полное термическое сопротивление теплопередачи.

Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называется полным термическим сопротивлением теплопередачи.

Теплопередача через многослойную плоскую стенку.

Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называете полным термическим сопротивлением теплопередачи.

Определяющее влияние термического сопротивления конвективной теплоотдаче в полном термическом сопротивлении ребристой трубы подтверждается специальными опытами с ребрами, выполненными из металлов с сильно разнящейся теплопроводностью — стали ( А. В этой части выводы авторов в основном согласуются с решением, данным Гарднером и рассмотренным в гл.

Характеристики стабилитрона I-V

Стабилитрон используется в его «обратном смещении» или обратном режиме пробоя, т.е. анод диода подключается к отрицательному питанию. Из приведенной выше кривой характеристик I-V видно, что стабилитрон имеет область обратного смещения почти постоянного отрицательного напряжения независимо от величины тока, протекающего через диод, и остается почти постоянной даже при больших изменениях тока, пока ток стабилитронов остается между током пробоя I Z (мин) и максимальным номинальным током I Z (макс.) .

Эта способность к самоконтролю может быть в значительной степени использована для регулирования или стабилизации источника напряжения от изменений напряжения или нагрузки

Тот факт, что напряжение на диоде в области пробоя практически постоянное, оказывается важной характеристикой стабилитрона, так как его можно использовать в простейших типах устройств с регулятором напряжения

Функция регулятора состоит в том, чтобы обеспечивать постоянное выходное напряжение для нагрузки, подключенной параллельно с ним, несмотря на пульсацию в напряжении питания или изменение тока нагрузки, стабилитрон продолжит регулировать напряжение до тех пор, пока ток диода не будет падать ниже минимального значения I Z (min) в области обратного пробоя.

Очень точный расчет

Выше мы привели в пример очень простой расчет количества батарей отопления на площадь. Он не учитывает многие факторы, такие как качество теплоизоляции стен, вид остекления, минимальная наружная температура и многие другие. Пользуясь упрощенными вычислениями, мы можем наделать ошибок, в результате чего некоторые комнаты получатся холодными, а некоторые – слишком жаркими. Температура поддается коррекции с помощью запорных кранов, но лучше всего предусмотреть все заранее – хотя бы ради экономии материалов.

Если во время строительства своего дома вы уделили достойное внимание его утеплению, то в дальнейшем вы хорошо сэкономите на отоплении. Как производится точный расчет количества радиаторов отопления в частном доме? Будем учитывать понижающие и повышающие коэффициенты

Для начала затронем остекление. Если в доме установлены одинарные окна, используем коэффициент 1,27. Для двойных стеклопакетов коэффициент не применяется (на самом деле он составляет 1,0). Если в доме стоят тройные стеклопакеты, применяем понижающий коэффициент 0,85

Как производится точный расчет количества радиаторов отопления в частном доме? Будем учитывать понижающие и повышающие коэффициенты. Для начала затронем остекление. Если в доме установлены одинарные окна, используем коэффициент 1,27. Для двойных стеклопакетов коэффициент не применяется (на самом деле он составляет 1,0). Если в доме стоят тройные стеклопакеты, применяем понижающий коэффициент 0,85.

Стены в доме выложены в два кирпича или в их конструкции предусмотрен утеплитель? Тогда применяем коэффициент 1,0. Если обеспечить дополнительную теплоизоляцию, можно смело использовать понижающий коэффициент 0,85 – расходы на обогрев уменьшатся. Если теплоизоляции нет, применяем повышающий коэффициент 1,27.

Обратите внимание, что обогрев домовладения с одинарными окнами и плохой теплоизоляцией приводит к большим тепловым (и денежным) потерям.

Выполняя расчет количества батарей отопления на площадь, необходимо учитывать соотношение площади полов и окон. В идеале это соотношение составляет 30% – в этом случае применяем коэффициент 1,0. Если вы любите большие окна, а соотношение составит 40%, следует применить коэффициент 1,1, а при соотношении 50% нужно умножить мощность на коэффициент 1,2. Если соотношение составит 10% или 20%, применяем понижающие коэффициенты 0,8 или 0,9.

Высота потолков – не менее важный параметр. Применяем здесь следующие коэффициенты:

Таблица расчета количества секций в зависимости от площади помещения и высоты потолков.

до 2,7 м – 1,0;
от 2,7 до 3,5 м – 1,1;
от 3,5 до 4,5 м – 1,2.

За потолком находится чердак или еще одна жилая комната? И здесь мы применяем дополнительные коэффициенты. Если наверху отапливаемый чердак (или с утеплением), умножаем мощность на 0,9, а если жилое помещение – на 0,8. За потолком обычный неотапливаемый чердак? Применяем коэффициент 1,0 (или просто не берем его в расчет).

После потолков примемся за стены – вот коэффициенты:

одна наружная стена — 1,1;
две наружные стены (угловая комната) – 1,2;
три наружные стены (последняя комната в вытянутом доме, хате) – 1,3;
четыре наружные стены (однокомнатный домик, хозпостройка) – 1,4.

Также в расчет берется средняя температура воздуха в самый холодный зимний период (тот самый региональный коэффициент):

холода до –35 °C – 1,5 (очень большой запас, позволяющий не замерзнуть);
морозы до –25 °C – 1,3 (подходит для Сибири);
температура до –20 °C – 1,1 (средняя полоса России);
температура до –15 °C – 0,9;
температура до –10 °C – 0,7.

Последние два коэффициента используются в жарких южных регионах. Но даже тут принято оставлять солидный запас на случай холодов или специально для теплолюбивых людей.

Получив итоговую тепловую мощность, необходимую для обогрева выбранного помещения, следует разделить ее на теплоотдачу одной секции. В результате мы получим требуемое количество секций и сможем отправиться в магазин

Обратите внимание, что данные расчеты предусматривают базовую мощность обогрева в размере 100 Вт на 1 кв. м

Вентилятор

Вентилятор служит для создания направленного воздушного потока, обеспечивающего отвод теплоты от радиатора.

Производительность вентилятора определяется исходя из количества воздуха, проходящего через радиатор:

Мощность привода вентилятора:

где фронтовая поверхность радиатора:

— скорость воздуха перед радиатором следует принять щ_в=15-25 м/с.

Окружная скорость вентилятора зависит от создаваемого им напора и конструктивных особенностей:

где коэффициент цл для плоской формы лопастей принимается цл =2.8ч3.5.

Частота вращения вентилятора при известной окружной скорости

Возможно, вам также будет интересно

Основные положения Эффективность работы пассивных систем охлаждения зависит от температуры окружающего воздуха, в то время как активные устройства не имеют жесткого ограничения по этому параметру. В промышленности более всего распространены два типа подобных систем: термоэлектрические и компрессорные; проводятся также испытания термоакустических охладителей, предназначенных для работы в космосе. Основные преимущества и недостатки различных технологий отвода тепла

История создания трубогибной установки и ее предназначение Поперечная гибка бесшовных труб диаметром 180–325 мм из обычной и нержавеющей стали, предназначенных для нужд энергетического хозяйства промышленных предприятий, а также химической, нефтеперерабатывающей промышленности и некоторых других производств в течение длительного времени оставалась актуальной задачей, требующей решения ряда технических проблем для своей реализации . Значительная длина трубных заготовок (до 10 м),

В статье описывается расчет статических характеристик обратноходового преобразователя напряжения, построенного на основе ШИМ-модулятора с токовым управлением. Показано, что точное описание характеристик защиты по току возможно только при учете потерь, приводящих к увеличению запасенной в силовом трансформаторе энергии.

Тема: Статьи о расчете радиаторов

Опции темы

Тепловой расчет радиаторов А. ПЕТРОВ

Радиомир, 2002, № 6, стр. 11 Окончание статьи о расчете теплоотводов для мощных полупроводниковых приборов. Приводятся примеры расчетов различных радиаторов. Тепловой расчет радиаторов А. ПЕТРОВ

Радиомир, 2002, № 5, стр. 12 Продолжение статьи о расчете теплоотводов для мощных полупроводниковых приборов. Описывается расчет штыревого (игольчатого) радиатора. Тепловой расчет радиаторов А. ПЕТРОВ

Радиомир, 2002, № 3, стр. 14 Начало статьи о расчете радиаторов охлаждения мощных полупроводниковых приборов. Описывается расчет выделяемой мощности за счет теплопроводности.

Тепловой расчет радиаторов А. ПЕТРОВ

Статьи этого автора очень поверхностны. Подробный расчет теплообмена радиаторов наиболее тщательно был выполнен для ребер авиадвигателей воздушного охлаждения на рубеже 30-тых-40х годов XX века в США. Поищите эти статьи инженеров Curtiss-Wright Pratt-Whittney (Geron), там есть исчерпывающая теория. Практически же Вы не ошибетесь сильно, если примете, что на 1 Вт рассеиваемой мощности при перегреве радиатора 1 градус нужно 600 кв. см. площади ребер. с пропорциональным пересчетом (прямая пропорция по мощности и обратная по перегреву). Зазор между гладкими ребрами не менее 6 мм, между литыми в землю не менее 10, длина ребер вдоль потока воздуха не более 160-200 мм. Толщина ребер некритична, от 1 до 5 мм нормально.

Принцип работы

Полупроводниковый диод блокирует ток в обратном направлении, но будет страдать от преждевременного пробоя или повреждения, если обратное напряжение, приложенное к нему, станет слишком высоким.

Тем не менее, стабилитрон или «пробойный диод», как их иногда называют, в основном совпадают со стандартным PN-переходным диодом, но они специально разработаны для того, чтобы иметь низкое и заданное обратное напряжение пробоя, которое использует любое подаваемое обратное напряжение к этому.

Стабилитрон ведет себя так же, как обычный общего назначения диод, состоящий из кремния PN — перехода, и, когда смещены в прямом направлении, то есть анод положительный по отношению к его катоду, он ведет себя так же , как обычный диод сигнал, проводящий номинальный ток.

Однако, в отличие от обычного диода, который блокирует любой поток тока через себя при обратном смещении, то есть катод становится более положительным, чем анод, как только обратное напряжение достигает заранее определенного значения, стабилитрон начинает проводить в обратное направление.

Это связано с тем, что когда обратное напряжение, подаваемое на стабилитрон, превышает номинальное напряжение устройства, в полупроводниковом обедненном слое происходит процесс, называемый лавинным пробоем, и через диод начинает течь ток, чтобы ограничить это увеличение напряжения.

Ток, текущий в настоящее время через стабилитрон, резко возрастает до максимального значения схемы (которое обычно ограничивается последовательным резистором), и после достижения этого ток обратного насыщения остается довольно постоянным в широком диапазоне обратных напряжений. Точка напряжения, в которой напряжение на стабилитроне становится стабильным, называется «напряжением стабилитрона» ( Vz ), а для стабилитронов это напряжение может составлять от менее одного вольт до нескольких сотен вольт.

Точка, в которой напряжение стабилитрона запускает ток, протекающий через диод, может очень точно контролироваться (с допустимым отклонением менее 1%) на стадии легирования полупроводниковой конструкции диодов, давая диоду определенное напряжение пробоя стабилитрона Vz например, 4,3 В или 7,5 В. Это напряжение пробоя стабилитрона на кривой IV представляет собой почти вертикальную прямую линию.

По стойкости к климатическим воздействиям

По стойкости к климатическим воздействиям оконные блоки подразделяются:

Нормального исполнения — для районов со средней месячной температурой воздуха в январе минус 20 °С и выше (контрольная нагрузка при испытаниях изделий или комплектующих материалов и деталей — не выше минус 45 °С) в соответствии с действующими строительными нормами;

Морозостойкого исполнения (М) — для районов со средней месячной температурой воздуха в январе ниже минус 20 °С (контрольная нагрузка при испытаниях изделий или комплектующих материалов и деталей — не выше минус 55 °С ) в соответствии с действующими строительными нормами.

Классификацию изделий по виду отделочного покрытия, а также по специфическим признакам устанавливают в стандартах на конкретные виды изделий.

2 Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?

Теплопроводность алюминия и меди различна – у первого она меньше, чем у второго, в 1,5 раза. У алюминия этот параметр составляет 202–236 Вт/(м*К) и является достаточно высоким по сравнению с другими металлами, но ниже, чем у золота, меди, серебра. Область применения алюминия и меди, где требуется высокая теплопроводность, зависит от ряда других свойств этих материалов.

Алюминий не уступает меди по антикоррозионным свойствам и превосходит в следующих показателях:

плотность (удельный вес) алюминия меньше в 3 раза;
стоимость – ниже в 3,5 раза.

Аналогичное изделие, но выполненное из алюминия, значительно легче, чем из меди. Так как по весу металла требуется меньше в 3 раза, а цена его ниже в 3,5 раза, то алюминиевая деталь может быть дешевле примерно в 10 раз. Благодаря этому и высокой теплопроводности алюминий нашел широкое применение при производстве посуды, пищевой фольги для духовок. Так как этот металл мягкий, то в чистом виде не используется – распространены в основном его сплавы (наиболее известный – дюралюминий).

В различных теплообменниках главное – это скорость отдачи избыточной энергии в окружающую среду. Эта задача решается интенсивным обдувом радиатора посредством вентилятора. При этом меньшая теплопроводность алюминия практически не отражается на качестве охлаждения, а оборудование, устройства получаются значительно легче и дешевле (к примеру, компьютерная и бытовая техника). В последнее время в производстве наметилась тенденция к замене в системах кондиционирования медных трубок на алюминиевые.

Медь практически незаменима в радиопромышленности, электронике в качестве токопроводящего материала. Благодаря высокой пластичности из нее можно вытягивать проволоку диаметром до 0,005 мм и делать другие очень тонкие токопроводящие соединения, используемые для электронных приборов. Более высокая, чем у алюминия, проводимость обеспечивает минимальные потери и меньший нагрев радиоэлементов. Теплопроводность позволяет эффективно отводить выделяемое при работе тепло на внешние элементы устройств – корпус, подводящие контакты (к примеру, микросхемы, современные микропроцессоры).

Шаблоны из меди используют при сварке, когда необходимо на стальную деталь сделать наплавку нужной формы. Высока теплопроводность не позволит медному шаблону соединиться с приваренным металлом. Алюминий в таких случаях применять нельзя, так как велика вероятность его расплавления или прожига. Медь также используют при сварке угольной дугой – стержень из этого материала служит неплавящимся катодом.

Проводимые расчеты

В зависимости от того, какой из вышеперечисленных параметров будет подлежать детальному изучению, производится соответствующий расчет. К примеру, определение требуемой мощности насоса или газового котла.

Кроме того, очень часто приходится производить расчет отопительных приборов. В процессе данного расчета необходимо также рассчитать тепловые потери здания. Это объясняется тем, что, сделав расчет, к примеру, требуемого количества радиаторов, можно легко ошибиться при подборе насоса. Подобная ситуация возникает в том случае, когда насос не справляется с подачей ко всем радиаторам необходимого количества теплоносителя.

Помещения со стандартной высотой потолков

Расчет числа секций радиаторов отопления для типового дома ведется исходя из площади комнат. Площадь комнаты в доме типовой застройки вычисляют, умножив длину комнаты на ее ширину. Для обогрева 1 квадратного метра требуется 100 Вт мощности отопительного прибора, и чтобы вычислить общую мощность, необходимо умножить полученную площадь на 100 Вт. Полученное значение означает общую мощность отопительного прибора. В документации на радиатор обычно указана тепловая мощность одной секции. Чтобы определить количество секций, нужно разделить общую мощность на это значение и округлить результат в большую сторону.

Комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с обычной высотой потолков. Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций.

Определяем площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м 2 .
Находим общую мощность отопительных приборов 14·100 = 1400 Вт.
Находим количество секций: 1400/160 = 8,75. Округляем в сторону большего значения и получаем 9 секций.

Также можно воспользоваться таблицей:

Таблица для расчета количества радиаторов на М2

Для комнат, расположенных с торца здания, расчетное количество радиаторов необходимо увеличить на 20%..

Помещения с высотой потолков более 3 метров

Расчет количества секций отопительных приборов для комнат с высотой потолков более трех метров ведется от объема помещения. Объем – это площадь, умноженная на высоту потолков. Для обогрева 1 кубического метра помещения требуется 40 Вт тепловой мощности отопительного прибора, и общую его мощность вычисляют, умножая объем комнаты на 40 Вт. Для определения количества секций это значение необходимо разделить на мощность одной секции по паспорту.

Комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с высотой потолков 3,5 м. Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций радиаторов отопления.

Находим площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м 2 .
Находим объем комнаты, умножив площадь на высоту потолков: 14·3,5 = 49 м 3 .
Находим общую мощность радиатора отопления: 49·40 = 1960 Вт.
Находим количество секций: 1960/160 = 12,25. Округляем в большую сторону и получаем 13 секций.

Также можно воспользоваться таблицей:

Как и в предыдущем случае, для угловой комнаты этот показатель нужно умножить на 1,2. Также необходимо увеличить количество секций в случае, если помещение имеет один из следующих факторов:

Находится в панельном или плохо утепленном доме;
Находится на первом или последнем этаже;
Имеет больше одного окна;
Расположена рядом с неотапливаемыми помещениями.

В этом случае полученное значение необходимо умножить на коэффициент 1,1 за каждый из факторов.

Угловая комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с высотой потолков 3,5 м. Расположена в панельном доме, на первом этаже, имеет два окна. Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций радиаторов отопления.

Находим площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м 2 .
Находим объем комнаты, умножив площадь на высоту потолков: 14·3,5 = 49 м 3 .
Находим общую мощность радиатора отопления: 49·40 = 1960 Вт.
Находим количество секций: 1960/160 = 12,25. Округляем в большую сторону и получаем 13 секций.
Умножаем полученное количество на коэффициенты:

Угловая комната – коэффициент 1,2;

Панельный дом – коэффициент 1,1;

Два окна – коэффициент 1,1;

Первый этаж – коэффициент 1,1.

Таким образом, получаем: 13·1,2·1,1·1,1·1,1 = 20,76 секций. Округляем их до большего целого числа – 21 секция радиаторов отопления.

При расчетах следует иметь в виду, что различные типы радиаторов отопления имеют разную тепловую мощность. При выборе количества секций радиатора отопления необходимо использовать именно те значения, которые соответствуют выбранному типу батарей .

Для того чтобы теплоотдача от радиаторов была максимальной, необходимо устанавливать их в соответствии с рекомендациями производителя, соблюдая все оговоренные в паспорте расстояния. Это способствует лучшему распределению конвективных потоков и уменьшает потери тепла.

Расход дизельного котла отопления
Биметаллические радиаторы отопления
Как сделать расчет тепла на отопление дома
Расчет арматуры для фундамента

Расчет площади радиатора

В самом начале нужно выяснить, сколько грунтующего раствора и краски нужно использовать для покраски батареи. Это можно узнать, вычислив площадь радиатора отопления. Далее смотрят на рекомендации, указанные на банке с краской. В них всегда указывается, сколько краски может пойти на 1 кв. м. Самостоятельно измерить площадь батареи невозможно. Это не нужно делать, ведь производители указывают площадь поверхности нагрева секции. Поскольку прогревается каждый квадратный сантиметр секции, то эта площадь и площади всей поверхности секции.

Одно ребро батареи МС-140-500 имеет площадь 0,244 кв. м. Модификация этой модели с межосевым расстоянием 300 мм имеет секции с площадью 0,208 кв. м.

Чтобы определить общую площадь поверхности чугунной батареи, необходимо:

Узнать название модели установленной батареи и желательно производителя (это потому, что секции, выпущенных производителями одних и тех же моделей, имеют разную глубину и ширину).
Установить площадь нагрева 1 ребра .
Умножить количество секций на площадь. Если в радиаторе МС-140-500 является 10 ребер, то площадью поверхности будет 2,44 кв. м.

Сделав расчет, определяют количество состава и грунтовки, покупают их и выполняют покраску. Краску следует брать с запасом, ведь каждый наносит слой с разной толщиной.

Выводы

Как вы могли убедится радиатор для светодиода можно найти как в магазине, так и порывшись в своих старых приборах, или просто в залежах всяких мелочей. Не обязательно использовать специальное охлаждение.

Площадь радиатора зависит от ряда условий, таких как влажность, температура окружающего воздуха и материал радиатора, но при бытовом решении ими пренебрегают.

Всегда уделяйте особое внимание проверке тепловых режимов ваших устройств. Таким образом вы обеспечите их надёжность и долговечность

Можно определять температуру рукой, но лучше приобретите мультиметр с возможностью её измерения.