开水器容量与蒸汽耗量计算Excel设计书

开水器容量与蒸汽耗量设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号,来源,计算公式,单位,计算结果,参数说明,规范依据,备注

一、基础设计参数,,,,,,,,,

1,设计开水温度,t_r,设计值,100,℃,100.00,常压下开水沸点100℃,GB50015-2019,默认值100℃

2,冷水计算温度,t_l,查表值,10,℃,10.00,华北地区冬季冷水计算温度,GB50015-2019,北方5~10℃南方15~25℃

3,水的比热容,C_p,查表值,4.187,kJ/(kg·℃),4.19,常温下水的定压比热容,热工设计手册,近似可取4.2

4,水的密度,ρ,查表值,1,kg/L,1.00,工程计算近似取1kg/L,热工设计手册,

5,蒸汽表压,P_g,设计值,0.3,MPa,0.30,进入开水器的蒸汽表压力,蒸汽系统规范,常用0.2~0.5MPa

6,蒸汽绝对压力,P_a,计算值,P_g+0.1013,MPa,0.40,绝压=表压+大气压0.1013MPa,工程热力学,查焓值用

7,饱和蒸汽焓,h_g,查表值,2738,kJ/kg,2738.00,对应压力下干饱和蒸汽比焓,饱和蒸汽表,0.4MPa绝压2738kJ/kg

8,饱和凝结水焓,h_c,查表值,604.7,kJ/kg,604.70,同温度饱和水的比焓,饱和蒸汽表,0.4MPa绝压604.7kJ/kg

9,汽化潜热,r,计算值,h_g-h_c,kJ/kg,2133.30,蒸汽凝结放出的潜热,工程热力学,主要利用这部分热量

10,换热器热效率,η,选用值,0.95,-,0.95,浮动盘管换热器效率90%~98%,换热器设计手册,容积式取0.9~0.95

11,热损失系数,K,选用值,1.1,-,1.10,含管道散热、排污热损失,锅炉房设计手册,保温好取1.05

二、开水需用量计算,,,,,,,,,

12,用水总人数,m,设计值,500,人,500.00,使用开水器的设计人数,建筑设计资料,按实际人数填写

13,人均日开水定额,q_d,查表值,2,L/(人·d),2.00,办公楼1~2L工厂3~5L,GB50015-2019,

14,小时变化系数,K_h,查表值,2.5,-,2.50,供水集中程度系数2.0~3.0,GB50015-2019,集中供水取大值

15,每日使用时间,T_d,设计值,10,h,10.00,开水器每日运行小时数,建筑设计资料,一般8~12小时

16,最高日开水用量,Q_d,计算值,m·q_d/1000,m³/d,1.00,日用水量=人数×定额,GB50015-2019,

17,最大小时用水量,Q_h,计算值,Q_d·K_h/T_d×1000,L/h,250.00,最大时用水量,GB50015-2019,确定加热能力

18,高峰持续时间,T,设计值,1,h,1.00,早中晚高峰用水时长,给排水手册,一般0.5~1小时

19,高峰时段需水量,Q_peak,计算值,Q_h·T,L,250.00,高峰时段需要的开水量,给排水手册,确定贮水容积

三、开水器容积计算,,,,,,,,,

20,有效贮热系数,η_v,查表值,0.75,-,0.75,容积式取0.75导流型0.85,01S122标准图,

21,安全余量系数,K_s,选用值,1.2,-,1.20,不可预见用水余量1.1~1.3,工程设计经验,重要场所取1.3

22,计算有效容积,V_e,计算值,Q_peak/η_v·K_s,L,400.00,可输出开水的有效容积,给排水手册,

23,计算总容积,V_t,计算值,V_e/0.9,L,444.44,预留10%蒸汽空间容积,压力容器规范,

24,选用公称容积,V_n,选用值,500,L,500.00,产品样本标准规格,开水器样本,常用100~2000L

25,容积校核判定,-,判断值,IF(V_n≥V_t),-,,选用容积应≥计算总容积,GB50015-2019,不满足选大规格

四、耗热量计算,,,,,,,,,

26,计算温差,Δt,计算值,t_r-t_l,℃,90.00,冷水加热至开水的温差,热力学公式,

27,每升水需热量,q,计算值,C_p·Δt·ρ,kJ/L,376.83,加热1升水至沸腾需热量,Q=cmΔT,

28,小时耗热量,W_h,计算值,Q_h·q/3600,kW,26.17,最大小时加热功率,GB50015-2019,

29,整罐水需热量,q_v,计算值,V_n·q,kJ,188415.00,整箱水加热至沸腾总热量,热力学公式,

30,要求加热时间,t_h,设计值,0.5,h,0.50,冷水烧开最长允许时间,产品标准,一般30~60分钟

31,所需加热功率,W_hp,计算值,q_v/(t_h·3600),kW,104.68,满足加热时间所需功率,热力学计算,

32,设计耗热量,W_d,计算值,"MAX(W_h,W_hp)·K",kW,115.14,取大值乘热损失系数,锅炉房设计手册,计算耗汽量依据

五、蒸汽耗量与管径计算,,,,,,,,,

33,每kg蒸汽有效放热,Δh,计算值,r·η,kJ/kg,2026.64,每kg蒸汽实际有效放热量,换热器计算,考虑换热效率

34,理论蒸汽耗量,D0,计算值,W_d·3600/Δh,kg/h,204.53,热量平衡理论耗汽量,热工学,

35,实际蒸汽耗量,D,计算值,D0·K,kg/h,224.99,考虑热损失后设计耗汽量,蒸汽设计手册,

36,单罐加热耗汽量,D_t,计算值,q_v/Δh·K,kg/罐,102.27,一整罐冷水烧开耗汽,热力学计算,首次加热估算

37,同时使用系数,K_t,选用值,1,-,1.00,单台取1多台取0.7~0.9,供热管网规范,多台取0.7~0.9

38,设计蒸汽流量,D_d,计算值,D·K_t,kg/h,224.99,蒸汽管道设计流量,CJJ34-2010,用于管径计算

39,蒸汽比容,v_g,查表值,0.461,m³/kg,0.46,工作压力下蒸汽比容,蒸汽表,0.3MPa表压0.461

40,蒸汽体积流量,Q_v,计算值,D_d·v_g/3600,m³/s,0.03,蒸汽工况体积流量,流体力学,

41,推荐蒸汽流速,w,查表值,20,m/s,20.00,饱和蒸汽流速15~30m/s,供热管网规范,低压蒸汽20~30m/s

42,计算蒸汽管径,d_calc,计算值,√(4Q_v/(πw))×1000,mm,42.83,按流速计算管道内径,流体力学公式,

43,选用蒸汽管径,DN,选用值,32,mm,32.00,标准公称直径钢管,管道规格表,常用DN25/32/40

44,管径校核判定,-,判断值,IF(DN≥d_calc),-,不满足,选用管径应≥计算管径,CJJ34-2010,小管径压损大

六、冷凝水与结果汇总,,,,,,,,,

45,冷凝水排放量,D_c,计算值,D,kg/h,224.99,蒸汽凝结后同质量排水,质量守恒,等于蒸汽耗量

46,凝结水温度,t_c,选用值,80,℃,80.00,疏水阀后凝结水温度,疏水阀规范,可回收余热

47,凝结水管径,DN_c,选用值,25,mm,25.00,重力流凝结水管径,供热手册,比蒸汽管小1~2档

48,选用开水器容积,-,结果,V_n,L,,最终选用公称容积,