對一個換熱設備來說,熱負荷就是指換熱量或傳熱量,即在單位時間內所交換的熱量,單位是KW(KJ/S)或Kcal/h(千卡每小時),(請記住二者的換熱關系: 1 KW=860 Kcal/h)。工程上熱負荷常用Q來表示。
在翅片式散熱器的設計中,熱負荷通常并不是由用戶直接提出來的,而是由設計者根據用戶的實際需求和現場的技術參數計算出來的。下面舉幾個實例加以說明。
【例1】有一個供熱公司要為一臺供暖用的10t/h熱水鍋爐安裝一臺翅片式散熱器,希望將排煙溫度從220oC降至120oC。煙氣流量說不準,可能是2萬多立方米每小時,并告知引風機的型號和流量。
為了確定翅片式散熱器的熱負荷,設計者要從用戶那里獲取盡可能多的與排煙量有關的信息,如:燃煤量、煤的熱值、鍋爐是否滿負荷運行、風機型號等。最后根據自己的經驗幫助用戶確定排煙量的設計值:16000Nm3/h 。然后按下式計算翅片式散熱器的熱負荷:
Q=Gg×(Tg1 ×Cpg1 - Tg2 ×Cpg2) KW
此處:Gg:煙氣的質量流量,kg/s
Cpg1 Cpg2:煙氣的入口處比熱和出口處比熱,查物性表,KJ/(Kg·oC)
Tg1:煙氣入口溫度,oC
Tg2:煙氣出口溫度,oC
在本例中,Gg=16000×1.295/3600=5.755 kg/s
Cpg1=1.102 KJ/(Kg·oC) , Cpg2 = 1.074 KJ/(Kg·oC)
Tg1=220oC Tg2=120oC , 1.295 是煙氣在0 oC時的密度(kg / m3)。
計算得 Q=653 KW
應當記住:煙氣(或空氣)在某一溫度下含有的熱能可以通過下式計算:
Qg = Gg×(Tg ×Cpg)
翅片式散熱器計算熱負荷應遵循下面幾條原則:
(1)、對用戶給出的參數按“熱流體側”和“冷流體側”進行分類比對,如
序號 熱流體側 序號 冷流體側
1 熱流體進口溫度 4 冷流體進口溫度
2 熱流體出口溫度 5 冷流體出口溫度
3 熱流體流量 6 冷流體流量
一般只需給出上述六個量中的5個,選擇給出條件面的那一側流體進行熱負荷計算。例如,若熱流體側1、2、3個條件都給出了,而冷流體側只給出了兩個4、5,則應依據熱流體側給出的條件計算熱負荷,即:
Q=【流體流量,(kg/s)】×【進口焓值(kJ/kg)—出口焓值(kJ/kg)】,得出的單位是kJ/s或KW。
在計算翅片式散熱器的進出口焓值,對于水和水蒸氣而言,可直接查物性表,對于煙氣和空氣,若用戶沒有給出焓值的數據,則可按下式計算:
焓值(kJ/kg)=比熱(kJ/kg oC)×溫度(oC)
即,i =Cp×T