第二章-供暖系統(tǒng)的散熱設備-第一節(jié)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上濟南鐵道職業(yè)技術學院教 師 授 課 教 案20_/20_學年 第_學期 課程 供熱工程章節(jié)課題§21散熱器§22散熱器的計算授課方法講授所需教具多媒體授課時間月 日 節(jié)月 日 節(jié)月 日 節(jié)授課班級目的要求： 1、掌握散熱器的組成、類型、特點；2、掌握散熱器的面積計算；3、掌握散熱器片數(shù)的選取。舊知復習：熱媒平均溫度重點難點：重點：散熱器的型號，特點難點：散熱器的面積計算方法教學過程：（包括主要教學環(huán)節(jié)、時間分配）一、 復習 （5分鐘）二、 新課1、散熱器的基本要求 （10分鐘）2、鑄鐵散熱器、鋼制散熱器 （30分鐘）3、散熱器計算公式及含義 （20

2、分鐘）4、散熱器計算例題 （20分鐘）三、小結及作業(yè) （5分鐘）課后作業(yè)：1、簡述鑄鐵散熱器與鋼制散熱器的區(qū)別。2、散熱器的修正系數(shù)的含義。教學后記：結合多媒體、教學仿真軟件及實物，使同學們能較快的理解散熱器性能。張風琴鄭楓任課教師教研室主任：專心-專注-專業(yè)第二章 供暖系統(tǒng)的散熱設備散熱設備向房間傳熱的方式主要有下列三種狀況： 1供暖系統(tǒng)的熱媒(蒸汽或熱水)，通過散熱設備的壁面，主要以對流傳熱方式向房間傳熱。這種散熱設備通稱為散熱器。 2供暖系統(tǒng)的熱媒(蒸汽、熱水、熱空氣、燃氣或電熱)，通過散熱設備的壁面，主要以輻射方式向房間傳熱。以輻射傳熱為主的供暖系統(tǒng)，稱為輻射供暖系統(tǒng)。 3通過散熱設備

3、向房間輸送比室內溫度高的空氣，直接向房間供熱。利用熱空氣向房間供熱的系統(tǒng)，稱為熱風供暖系統(tǒng)。 本章只闡述三種設備：散熱器、鋼制輻射板和暖風機。第一節(jié) 散熱器散熱器的功能是將供暖系統(tǒng)的熱媒(蒸汽或熱水)所攜帶的熱量，通過散熱器壁面?zhèn)鹘o房間。對散熱器的基本要求：1熱工性能方面的要求 散熱器的傳熱系數(shù)K值越高，說明其散熱性能越好。提高散熱器的散熱量，增大散熱器傳熱系數(shù)的方法，可以采用增加外壁散熱面積(在外壁上加肋片)、提高散熱器周圍空氣流動速度和增加散熱器向外輻射強度等途徑。 2經(jīng)濟方面的要求，散熱器傳給房間的單位熱量所需金屬耗量越少，成本越低，其經(jīng)濟性越好。 3安裝使用和工藝方面的要求 散熱器應具

4、有一定機械強度和承壓能力；散熱器的結構形式應便于組合成所需要的散熱面積，結構尺寸要小，少占房間面積和空間，散熱器的生產(chǎn)工藝應滿足大批量生產(chǎn)的要求。4衛(wèi)生和美觀方面的要求 散熱器外表光滑，不積灰和易于清掃，散熱器的裝設不應影響房間觀感。 5使用壽命的要求 散熱器應不易于被腐蝕和破損，使用年限長。 目前，國內生產(chǎn)的散熱器種類繁多，按其制造材質，主要有鑄鐵、鋼制散熱器兩大類，按其構造形式，主要分為柱型、翼型、管型、平板型等。 一、鑄鐵散熱器鑄鐵散熱器長期以來得到廣泛應用。它具有結構簡單，防腐性好，使用壽命長以及熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點；但其金屬耗量大、金屬熱強度低于鋼制散熱器。 (一)翼型散熱器 翼型散熱器

5、分圓翼型和長翼型兩類。1圓翼型散熱器最高工作壓力：對熱媒為熱水，水溫低于150，Pb0.6MPa；對蒸汽為熱煤，Pb0.4MPa。圓翼型型號標記為：TY0.756(4)和Tyl.06(4)。2長翼型散熱器的外表面具有許多豎向肋片，外殼內部為一扁盒狀空間。長翼型型號標記分別相應為：TC0.2854(俗稱大60)和TC0.2054(俗稱小60)。 翼型散熱器制造工藝簡單，長翼型的造價也較低；但翼型散熱器的金屬熱強度和傳熱系數(shù)比較低，外形不美觀，灰塵不易清掃，特別是它的單體散熱量較大，設計選用時不易恰好組成所需的面積。 (二)柱型散熱器 柱型散熱器是呈柱狀的單片散熱器。外表面光滑，每片各有幾個中空的

6、立柱相互連通。我國目前常用的柱型散熱器主要有：二柱、四柱兩種類型散熱器。 國內散熱器標準規(guī)定：柱型散熱器有五種規(guī)格，相應型號標準記為TZ255(8)，TZ435(8)，TZ 455(8)，TZ465(8)和TZ 495(8)。如標記TZ465，TZ4表示灰鑄鐵四柱型，6表示同側進出口中心距為600 mm5表示最高工作壓力0.5MPa。 柱型散熱器有帶腳和不帶腳的兩種片型，便于落地或掛墻安裝。 柱型散熱器與翼型散熱器相比，其金屬熱強度及傳熱系數(shù)高，外形美觀，易清除積灰，容易組成所需的面積，因而它得到較廣泛的應用。 二、鋼制散熱器 目前我國生產(chǎn)的鋼制散熱器主要有下面幾種型式：(一)閉式鋼串片對流散

7、熱器 由鋼管、鋼片、聯(lián)箱及管接頭組成。閉式鋼串片式散熱器規(guī)格以高×寬表示，其長度可按設計要求制作。 (二)板型散熱器 由面板、背板、進出水口接頭、放水門固定套及上下支架組成。背板有帶對流片和不帶對流片兩種類型。 (三)鋼制柱型散熱器 其構造與鑄鐵柱型散熱器相似，每片也有幾個小空立柱。這種散熱器是采用12515mm厚冷軋鋼板沖壓延伸形成片狀半柱型，將兩片片狀半柱型經(jīng)壓力滾焊復合成單片，單片之間經(jīng)氣體弧焊聯(lián)接成散熱器。 (四)扁管型散熱器 它是采用52×11×15 (寬×高×厚)的水通路扁管疊加焊接在一起，扁管型型散熱器外形尺寸是以52m m為基數(shù)

8、，形成三種高度規(guī)格：4l 6mm(8根)，520mm（10根）和624mm（12根)。長度由600mm開始，以200mm進位至2000mm共八種規(guī)格。 鋼制散熱器與鑄鐵散熱器相比的特點：1金屬耗量少。金屬熱強度可達0.81.0Wkg·，而鑄鐵散熱器的金屬熱強度般僅為0.3 Wkg·左右。2耐壓強度高。鑄鐵散熱器的承壓能力一般P b=0.4一0.5MPa。鋼制板型及柱型散熱器的最高工作壓力可達0.8Mpa。3外形美觀整潔，占地小，便于布置，如板型和扁管型散熱器還可以在其外表面噴刷各種顏色的圖案，與建筑和室內裝飾相協(xié)調。4除鋼制柱型散熱器外，鋼制散熱器的水容量較少，熱穩(wěn)定性差些

9、。在供水溫度偏低而又采用間歇供暖時，散熱效果明顯降低。5鋼制散熱器的主要缺點是容易被腐蝕，使用壽命比鑄鐵散熱器短。在蒸汽供暖系統(tǒng)中不應采用鋼制散熱器。對具有腐蝕性氣體的生產(chǎn)廠房或相對濕度較大的房間，不宜設置鋼制散熱器。 ，鑄鐵柱型散熱器是目前國內應用最廣泛的散熱器。 光面管（排管）散熱器，它是用鋼管在現(xiàn)場或工廠焊接制成。它的主要缺點是耗鋼量大，也不美觀，一般只用于工業(yè)廠房。三、散熱器的選用設計選擇散熱器時，應符合下列原則性的規(guī)定：1散熱器的工作壓力，當以熱水為熱媒時，不得超過制造廠規(guī)定的壓力值。鑄鐵柱型和長翼型散熱器的工作壓力，不應高于0.2MPa(2kgf/c)，鑄鐵圓翼型散熱器，不應高于0

10、4MPa(4kgfc)。2在民用建筑中，宜采用外形美觀，易于清掃的散熱器。3在放散粉塵或防塵要求較高的生產(chǎn)廠房，應采用易于清掃的散熱器。4在具有腐蝕性氣體的生產(chǎn)廠房或相對濕度較大的房間，宜采用鑄鐵散熱器。5熱水系統(tǒng)采用鋼制散熱器時，應采取必要的防腐措施(如表面噴涂，補給水除氧等措施)，蒸汽采暖系統(tǒng)不得采用鋼制柱型、板型和扁管等散熱器。第二節(jié) 散熱器的計算散熱器計算是確定供暖房間所需散熱器的面積和片數(shù)。一、散熱面積的計算散熱器散熱面積F按下式計算： （2-1）式中 Q一散熱器的散熱量，W； tpj散熱器內熱媒平均溫度，； tn供暖室內計算溫度，；K散熱器的傳熱系數(shù)，W/；1散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)

11、；2一散熱器連接形式修正系數(shù)；3一散熱器安裝形式修正系數(shù)。二、散熱器內熱媒平均溫度tpj散熱器內熱媒平均溫度tpj隨供暖熱媒(蒸汽或熱水)參數(shù)和供暖系統(tǒng)形式而定。1 在熱水供暖系統(tǒng)中，tpj為散熱器進出口水溫的算術平均值。 tpj=（tsg+tsh）/2 （2-2）式中 tsg散熱器進水溫度， tsh散熱器出水溫度，對雙管熱水供暖系統(tǒng)，散熱器的進、出口溫度分別按系統(tǒng)的設計供、回水溫度計算。對單管熱水供暖系統(tǒng)，由于每組散熱器的進、出口水溫沿流動方向下降，所以每組散熱器的進、出口水溫必須逐一分別計算(見第三章)。2在蒸汽供暖系統(tǒng)中，當蒸汽表壓力003Mpa時，tpj取等于100，當蒸汽表壓力大于0

12、03MPa時，tpj取與散熱器進口蒸汽壓力相應的飽和溫度。 三、散熱器傳熱系數(shù)K及其修正系數(shù)值 散熱器傳熱系數(shù)度K值的物理概念， 是表示當散熱器內熱媒平均溫度tpj與室內氣溫相差l時，每l散熱器面積所放出的熱量W。它是散熱器散熱能力強弱的主要標志。 1散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)1 柱型散熱器是以l 0片作為實驗組合標淮，整理出K、Q與t的關系式。 2散熱器連接形式修正系數(shù)2：所有散熱器傳熱系數(shù)Kf(t)和Qf(t)關系式，都是在散熱器支管與散熱器同側連接，上進下出的實驗狀況下整理得出。按上進下出實驗公式計算其傳熱系數(shù)K值時，應予以修正，亦即需增加散熱而積，以21值進行修正。3散熱器安裝形式修正系數(shù)

13、3： 安裝在房間內的散熱器，可有多種方式，如敞開裝置、在壁龕內、或加裝遮擋罩板等。當安裝方式不同時，就改變了散熱器對流放熱和輻射放熱的條件，因而要對K或Q值進行修正。 4、散熱器表面采用涂料不同，對K值和Q值也有影響。銀料(鋁粉)的輻射系數(shù)低于調和漆，散熱器表面涂調和漆時，傳熱系數(shù)比涂銀粉漆時約高10左右。5、在蒸汽供暖系統(tǒng)中，蒸汽在散熱器內表面凝結放熱，散熱器表面溫度較均勻，在相同的計算熱媒平均溫度tpj下，蒸汽散熱器的傳熱系數(shù)K值要高于熱水散熱器的K值。、四、散熱器片數(shù)或長度的確定按式(21)確定所需散熱器面積后(由于每組片數(shù)或總長度未定，現(xiàn)按1=1計算)，可按下式計算所需散熱器的總片數(shù)或

14、總長度。 nFf (片或m)式中 f一每片或每l m長的散熱器散熱面積，m2片或m2m。然后根據(jù)每組片數(shù)或長度乘以修正系數(shù)1，最后確定散熱器面積。 五、考慮供暖管道散熱量時，散熱器散熱面積的計算供暖系統(tǒng)的管道敷設，有暗裝和明裝兩種方式。暗裝的供暖管道，應用于美觀要求高的房間暗裝供暖管道的散熱量，沒有進入房間內，同時進入散熱器的水溫降低。六、散熱器的布置布置散熱器時，應注意下列的些規(guī)定：1散熱器一般應安裝在外墻的窗臺下，這樣，沿散熱器上升的對流熱氣流能阻止和改善從玻璃窗下降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響，使流經(jīng)室內的空氣比較暖和舒服。2為防止凍裂散熱器，兩道外門之間，不準設置散熱器。在樓梯間或其它有

15、凍結危險的場所，其散熱器應由單獨的立、支管供熱，且不得裝設調節(jié)閥。3散熱器般應明裝，布置簡單。內部裝修要求較高的民用建筑可采用暗裝。托兒所和幼兒園應暗裝或加防護罩，以防燙傷兒童。4在垂直單管或雙管熱水供暖系統(tǒng)中，同一房間的兩組散熱器可以串聯(lián)連接；貯藏室、盥洗室、廁所和廚房等輔助用室及走廊的散熱器，可同鄰室串聯(lián)連接。兩串聯(lián)散熱器之間的串聯(lián)管直徑應與散熱器接口直徑相同，以便流水暢通。5在樓梯間布置散熱器時，考慮樓梯間熱流上升的特點，應盡量布置在底層或按一定比例分布在下部各層。6鑄鐵散熱器的組裝片數(shù)，不宜超過下列數(shù)值：二柱(M132型)20片；柱型(四柱)25片；長翼型7片。七、散熱器計算例題例題21 某房間設計熱負荷為1600 W，室內安裝M132型散熱器，散熱器明裝，上部有窗臺板覆蓋，散熱器距窗臺板高度為l 50m m。供暖系統(tǒng)為雙管上供式。設計供、回水溫度為：9570，室內供暖管道明裝，支管與散熱器的連接方式為同側連接，上進下出，計算散熱器面積時，不考慮管道向室內散熱的影響。求散熱器面積及片數(shù)。解 已知： Q1600，tpj(95+ 70)2=825，tn18ttpj tn=82.5-18=64