Comment calculer le poids et les caractéristiques de transfert de chaleur des tuyaux de chauffage en acier?

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Tubes en acier pour l'eau sont les plus populaires dans l'application large de métal laminé. Outre son utilisation pour la construction des communications conformément au titre, ils exécutent avec succès la fonction des appareils de chauffage. Des tuyaux fabriqués AIV lisse et nervurée différents registres de configuration, qui ne sont pas inférieurs à l'efficacité de transfert de chaleur des radiateurs modernes. Elles sont idéales pour le transport de liquide de refroidissement dans les systèmes de circulation naturelle, tout en engageant simultanément dans le chauffage de l'espace.

Installation des conduites d'eau et de gaz en acier pour le chauffage, il est très important de connaître leurs caractéristiques de base. Avant tout d'entre eux sont le poids et le coefficient de transfert thermique. Soigneusement effectuer des calculs préliminaires, vous vous épargnerez des difficultés inattendues lors de l'installation et d'assurer l'effet désiré pendant le fonctionnement.

Gamme de conduites d'eau et de gaz

Les conduites d'eau et de gaz sont fabriqués conformément aux exigences de la norme - État GOST 3262-75. Il exploite plus de 40 ans et réglemente toutes les tailles et les exigences techniques.

L'assortiment se distingue 3 variétés de tuyaux:

  • lumière;
  • classique;
  • Renforcée.

Type de tube est déterminée par l'épaisseur de paroi. Elle peut varier pour différents diamètres de 1,8 à 5,5 mm. Le renforcement des murs permet aux produits de résister aux plus de pression et offre une durée de vie plus longue. Ceci, bien sûr, augmente la consommation de métal pour la fabrication, le coût et le poids.

Les informations contenues dans le tableau GOST poids tuyaux de gaz d'eau en acier afin de déterminer le poids par unité de longueur 1 m, en fonction du type et du diamètre.

Important! Masse définie dans la table, une valeur réelle théorique peut varier de 4 à 8%, ce qui est nettement pour des lots importants. produits galvanisées sont toujours plus lourds que d'environ 3-5%.

Comme on le voit à partir du tableau, l'eau du tuyau d'acier et de gaz peuvent avoir un diamètre nominal de 6 à 150 mm, ce qui correspond à la plage de ¼ à 6 pouces. tailles pouces sont souvent utilisés pour marquer les raccords et d'arrêt et des vannes de régulation. Par conséquent, il est très important de gérer ces unités de mesure à un système complet.

Remarque: Si la main n'est pas une table, il est possible d'effectuer un nouveau calcul de leur diamètre. Il suffit de savoir que l'anglais 1 pouce correspond à l'épaisseur moyenne du pouce d'un mâle adulte et est égal à 25,4 mm. Toutes les jauges sont facilement déterminées en divisant la valeur de l'orifice 25, arrondi à la valeur standard la plus proche.

tuyau de masse peut également être trouvée manuellement en utilisant une géométrie simple et la physique des formules représentées ci-dessous. Lorsque de grands volumes de calculs, il est commode d'utiliser une calculatrice spéciale en ligneCela vous permet d'automatiser le processus.

Dans la figure, les symboles suivants:

d - diamètre du tube intérieur;

D - diamètre extérieur;

b - épaisseur de la paroi;

S - une surface de section transversale métallique;

V - le volume de métal;

m - masse du produit;

ρ - densité est devenue égale à 7,85 g / cm3.

Important! Notez que le diamètre intérieur et le diamètre nominal - ce n'est pas la même chose. Les tubes avec des épaisseurs de paroi ont des diamètres internes différents avec le même pas conditionnel. Sous alésage nominal comprendre certaine valeur standard de la jauge de ligne qui est seulement approximativement égale à la valeur d. Amener le tuyau à différents types d'une taille nominale simplifie grandement le choix des éléments de forme, et d'autres composants.

Il est nécessaire de noter les caractéristiques de haute résistance des tubes en acier. Ils ont une caractéristique de rigidité de la tige métallique de même diamètre. En même temps, beaucoup plus facile et moins cher. Ainsi, le produit du type lourd pèsera 30-40% de moins que le roulement tout en métal.

Pour cette raison, les conduites d'eau et de gaz sont largement utilisés non seulement pour le transport de divers des environnements de toute température, mais aussi dans la construction et le génie mécanique pour la construction d'une variété de structures.

Types de registres de chauffage

des registres de chauffage en acier sont pour des tubes d'eau ou soudés qui sont reliés par soudage dans les appareils de chauffage des locaux. Ils peuvent être de différentes configurations. Conformément à la forme de l'instrument sont les variétés suivantes:

  • bobine;
  • Section.

La figure montre quelques variations de leur conception.

Coupe à son tour sont divisés en types en fonction de la façon dont le composé: chaîne ou de la colonne. Dans le premier cas, le fluide chauffé passe séquentiellement sur chaque tube, se déplaçant le long du dispositif comme dans la bobine. Le second - le liquide de refroidissement pénètre dans chaque tube subséquent avec deux côtés parallèles, comme illustré ci-dessus.

Parfois utilisé structures similaires de profilés métalliques de section rectangulaire ou carrée. Ils sont plus chers que ronde, mais peut convenir à un traitement individuel en présence de matériau de départ.

En dépit de l'apparence peu attrayante, les registres d'acier sont très populaires dans les domaines de la désignation technique. On les trouve souvent dans les garages, les ateliers, les usines de fabrication, et parfois dans les bâtiments publics. Certains propriétaires préfèrent registres des tuyaux en raison du coût relativement faible du produit et la possibilité de produire leurs propres mains l'instrument de longueur et la forme souhaitée.

Par la capacité de donner de tels dispositifs chaleur sont un peu inférieurs aux radiateurs de la même longueur, mais sont de moindre coût. Un avantage important d'un registre de tube lisse est facile à prendre soin d'eux. Il est la commodité du nettoyage régulier provoque leur utilisation fréquente dans les hôpitaux.

Pour augmenter les ailettes de transfert de chaleur sont utilisés le tuyau d'acier des plaques. Ils augmentent de manière significative la surface de contact avec l'air ambiant, en plus d'améliorer la convection. L'efficacité de tels dispositifs de chauffage d'environ 3 fois supérieure à celle du tuyau lisse. Un inconvénient enregistre avec des ailettes seulement dans la complexité de dépoussiérage qui accumule entre les plaques.

Il y a aussi plus sophistiqués, la conception moderne des registres verticaux. Ils peuvent être à la fois directe et l'arc en forme en plan, en répétant les contours des plus complexes formes architecturales. Des variantes de colonnes dans une ou deux rangées. Ces registres sont très pratiques pour les grands espaces haute et donnent la liberté une des solutions de design audacieux.


Détermination du transfert de chaleur

Pour une sélection correcte de la taille des registres pour le chauffage de l'espace en fonction de la perte de chaleur est nécessaire de connaître la valeur du tube de transfert de chaleur 1 mètre de long. Cette valeur dépend du diamètre et de la différence de température du liquide de refroidissement et de l'environnement. La différence de température est donnée par:

T = 0,5 · (t1+ t2) - tà,

t1 et t2 - température à l'entrée et à la sortie de celui-ci chaudière, respectivement;

tà - la température dans la pièce chauffée.

déterminer rapidement la valeur approximative de la quantité de chaleur reçue à partir de la table de registre va chauffer le tube d'acier 1 m. En dépit du fait que le résultat est très approximative, cette méthode est la plus pratique et ne nécessite pas de calculs compliqués.

Pour plus d'informations: 1 BTU / h ft ·2 ·oF = 5678 W / m2K = 4882 kcal / h · m2 ·oC.

Le tableau montre ce que sera le tube de transfert de chaleur de l'acier dans l'air à certaines températures. Pour des valeurs intermédiaires des calculs de différence de température sont effectués par interpolation.

Pour une détermination plus précise de la quantité de chaleur qui donne le tuyau d'acier devrait utiliser la formule classique:

Q = K · F · At,

dans lequel: Q - coefficient de transfert de chaleur, W;

K - coefficient de transfert thermique, W / (m2·0C);

F - aire de surface, m2;

Ôt - différence de température, 0S.

Le principe de At a été décrit ci-dessus, et la valeur de F est la formule d'une surface géométrique simple du cylindre: F = π·d · l,

π = 3,14, et etl - le diamètre et la longueur du tube, respectivement, m.

Lorsque partie de calcul de formule longue de 1 m prend la forme Q = 3,14·K··ôt.

Remarque: la détermination d'un seul tube de chaleur suffisante pour substituer la valeur de référence du coefficient de transfert de chaleur de l'acier au cours du transfert de chaleur de l'eau à l'air, qui est de 11,3 W / (m2·0C). Pour le chauffage valeur K dépend non seulement du matériau à partir duquel les tuyaux sont fabriqués, mais aussi sur leur diamètre et le nombre de fils, car elles affectent l'autre.

Les valeurs moyennes des coefficients de transfert de chaleur pour les types les plus populaires d'appareils de chauffage indiqués dans le tableau.


Important! En remplaçant les valeurs dans la formule doit être unités étroitement surveillés. Toutes les valeurs doivent avoir des dimensions qui sont coordonnés entre eux. Ainsi, le coefficient de transfert de chaleur se trouve dans Kcal / (h· m2 ·0C) nécessaire pour transférer en W / (m2·0C), étant donné que 1 kcal / h = 1,163 watts.

Bien sûr, la chaleur de la table des tubes en acier vous permet d'obtenir des résultats plus rapidement que les formules de calcul, mais si la précision est importante, ont un peu de mal.

Pour déterminer la taille appropriée du registre, la puissance thermique nécessaire doit être divisé par compteur d'énergie thermique 1 avec l'arrondi au nombre entier le plus proche. Un guide peut prendre la moyenne des données pour l'espace isolé en hauteur et registre 3 m 1 m avec un diamètre de 60 mm est capable de chauffer un 1 m2 locaux.

Remarque: Comme on le voit à partir du tableau, le coefficient K pour tubes en acier peut varier de 8 à 12,5 Kcal / (h· m2 ·0C). L'augmentation du diamètre et du nombre de résultats de fils en une réduction de l'efficacité du transfert de chaleur. À cet égard, pour augmenter le registre de transfert de chaleur devrait être favorisé l'augmentation des éléments de longueur.

Vous devez également tenir compte du fait que les tuyaux nécessitent un grand volume d'eau élevé dans le système, ce qui crée une charge supplémentaire sur la chaudière. La distance recommandée entre le diamètre du filetage du tuyau soit égale à plus 50 mm.

Si le système n'est pas rempli d'eau et d'antigel, il affecte de manière significative la sensibilité de la chaleur et nécessite une augmentation de sa taille après des calculs supplémentaires. Cela est particulièrement vrai lors de l'utilisation des dispositifs avec des éléments de chauffage et de l'huile comme liquide de refroidissement.

conclusion

Le tuyau en acier est relativement forte, produit durable avec une bonne dissipation de la chaleur. Les registres des tubes simples peuvent avoir différentes configurations, il est très facile à entretenir et ne nécessitent pas un nettoyage périodique. Cela leur permet de rivaliser avec succès avec la lumière radiateurs bimétalliques et aluminium, ainsi que les « invulnérable » traditionnels radiateurs en fonte.

Les conduites d'eau et de gaz sont largement utilisés dans les réseaux de chauffage en plein air avec pose ouverte en raison de grande rigidité et la durabilité. La possibilité d'utiliser des tubes en acier pour le chauffage est déterminée par les conditions de fonctionnement, les possibilités financières et le goût esthétique des propriétaires. L'application enregistre la plus justifiée dans les zones industrielles et techniques, mais dans d'autres cas, ils ont leurs propres avantages.

Auteur (Expert site): Irina Chernetskaya