题目
某房间设计热负荷为2200W,室内安装四柱660型铸铁散热器,敞开布置。散热器供回水温度为:85^circmathrm(C)/60^circmathrm(C),室内采暖设计温度为18^circmathrm(C),室内采暖管道明装,支管与散热器的连接方式为异侧连接,上进下出,求散热器片数。
某房间设计热负荷为2200W,室内安装四柱660型铸铁散热器,敞开布置。散热器供回水温度为:$85^{\circ}\mathrm{C}/60^{\circ}\mathrm{C}$,室内采暖设计温度为$18^{\circ}\mathrm{C}$,室内采暖管道明装,支管与散热器的连接方式为异侧连接,上进下出,求散热器片数。
题目解答
答案
根据题目条件,Δt = 54.5°C。四柱660型散热器在Δt = 50°C时的散热量为185W/片,调整后为:
\[
q = 185 \times (1.09)^{1.3} \approx 207.2 \, \text{W/片}
\]
考虑连接方式修正系数 $ η_c = 0.97 $,实际散热量为:
\[
q' = 207.2 \times 0.97 = 200.984 \, \text{W/片}
\]
所需片数为:
\[
n = \frac{2200}{200.984} \approx 10.95 \implies n = 11 \, \text{片}
\]
最终结果:需安装11片散热器。
答案:11片。
解析
本题考查散热器片数的计算,解题思路如下:
- 首先根据已知的供回水温度和室内采暖设计温度计算出平均温差 $\Delta t$。
- 已知四柱 660 型散热器在 $\Delta t = 50^{\circ}C$ 时的散热量,根据温差修正公式计算出在实际平均温差下的散热量 $q$。
- 考虑连接方式修正系数 $\eta_c$,计算出实际散热量 $q'$。
- 最后用房间设计热负荷除以实际散热量,得到所需散热器片数 $n$,由于片数需为整数,所以对计算结果进行取整。
详细计算过程
- 计算平均温差 $\Delta t$
根据公式 $\Delta t = \frac{t_{p1}+t_{p2}}{2}-\frac{t_{p1}-t_{p2}}{2}\ln\frac{t_{p1}-t_{n}}{t_{p2}-t_{n}}$,其中 $t_{p1}=85^{\circ}C$,$t_{p2}=60^{\circ}C$,$t_{n}=18^{\circ}C$。
先计算 $\frac{t_{p1}+t_{p2}}{2}=\frac{85 + 60}{2}=72.5^{\circ}C$,$\frac{t_{p1}-t_{p2}}{2}=\frac{85 - 60}{2}=12.5^{\circ}C$,$\frac{t_{p1}-t_{n}}{t_{p2}-t_{n}}=\frac{85 - 18}{60 - 18}=\frac{67}{42}$。
则 $\Delta t = 72.5-12.5\ln\frac{67}{42}\approx 72.5 - 12.5\times0.46\approx 54.5^{\circ}C$。 - 计算在实际平均温差下的散热量 $q$
已知四柱 660 型散热器在 $\Delta t = 50^{\circ}C$ 时的散热量为 $185W/片$,温差修正公式为 $q = q_0\times(1.09)^{\Delta t - 50}$,这里 $q_0 = 185W/片$,$\Delta t = 54.5^{\circ}C$。
则 $q = 185\times(1.09)^{54.5 - 50}=185\times(1.09)^{4.5}\approx 185\times1.119\approx 207.2W/片$。 - 计算考虑连接方式修正系数后的实际散热量 $q'$
已知连接方式修正系数 $\eta_c = 0.97$,则 $q' = q\times\eta_c = 207.2\times0.97 = 200.984W/片$。 - 计算所需散热器片数 $n$
已知房间设计热负荷 $Q = 2200W$,则 $n=\frac{Q}{q'}=\frac{2200}{200.984}\approx 10.95$,由于散热器片数必须为整数,所以向上取整,$n = 11$ 片。