Расход теплоносителя по нагрузке теплообменника

Расход определяет скорость в каналах, теплопередачу и потери давления. Без него нельзя корректно проверить площадь теплообменника, диаметр труб и рабочую точку насоса.

Показывает, сколько воды в час должно пройти через теплообменник, чтобы передать нужное количество тепла при заданном остывании.

Тепловой баланс потока связывает мощность, массовый расход, удельную теплоёмкость и перепад температур: Q = ṁcΔt. Если Q задана в кВт, c — в кДж/(кг·K), а Δt — в K, массовый расход в кг/с находят как ṁ = Q/(cΔt). Для выражения в кг/ч результат умножают на 3600. Объёмный расход зависит от плотности: G = ṁ/ρ, после согласования единиц получается расход в м³/ч. В калькуляторе это записано как ṁ = Q/(c·Δt), G = 3600·ṁ/ρ в согласованной системе единиц.

При одинаковой нагрузке уменьшение перепада температур увеличивает требуемый расход. Это повышает скорость и потери давления, поэтому низкотемпературный режим нельзя оусловияивать только по мощности теплообменника. Удельную теплоёмкость и плотность берут при среднем температурном уровне, а для воды и водных растворов учитывают изменение свойств с температурой. Если среда меняет агрегатное состояние или имеет заметную зависимость свойств от температуры, простой расчёт по среднему c может быть недостаточным. Полученный расход используют для теплового и гидравлического подбора, но он не определяет сам аппарат.

Далее проверяют скорость в каналах, перепад давления на каждой стороне, допустимые режимы насоса, работу регулирующего клапана, минимальный устойчивый расход и возможность очистки. На стороне с паром, хладагентом или фазовым переходом нужен отдельный баланс энтальпий. Для замкнутого контура проверяют также расход при частичной нагрузке и работу автоматики. Калькулятор не учитывает утечки, байпасы и неучтённые отборы: если они есть, фактический расход через теплообменник отличается от расхода по нагрузке. Для теплообменника с двумя водяными сторонами нагрузку проверяют с обеих сторон: при отсутствии потерь произведения ṁcΔt должны совпадать.

Расхождение означает изменение свойств, теплопотери, измерительную ошибку или неверные температуры. В регулируемом режиме расход может быть меньше расчётного, а клапан поддерживает температуру до тех пор, пока аппарат имеет запас по площади. При подборе теплообменника расход связывают с допустимым перепадом давления, потому что увеличение потока улучшает теплопередачу, но повышает требования к насосу. Исходные данные фиксируют для расчётного режима и затем сверяют с фактическими измерениями. При изменении режима, среды или схемы результат пересчитывают, а окончательное решение подтверждают проектом, паспортом оборудования и наладкой на объекте.