Тепловой расчет абонентских вводов (схемы) связан с поверочным расчетом теплообменных аппаратов (ТО) при переменных тепловых нагрузках. Эффективность работы ТО зависит как от значений параметров теплоносителя (расхода и температуры), так и от состояния теплообменной поверхности (загрязнения трубок, накипь и др.). Ниже изложена краткая методика расчета ТО с учетом указанных факторов.

Работу ТО описывает система уравнений теплового баланса и теплопередачи:

, Гкал/ч

, ºС

, ккал/(ч*м²*ºС);

, ккал/(ч*м²*ºС)

, ккал/(ч*м²*ºС)

где F- поверхность теплообмена, м²;

k- коэффициент теплопередачи, ккал/(ч*м²*ºС);

Δt_ср.- средне логарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой;

ẟ- толщина стенки трубки, м;

λ- коэффициент теплопроводности стенки трубки;

τ_1.гр, τ_2.гр, τ_1.нагр, τ_2.нагр- температуры греющего и нагреваемого теплоносителя соответственно на входе и выходе из ТО, ºС;

t _ср.гр и t _{ср.нагр}- средняя температура греющего и нагреваемого теплоносителя в ТО, ºС;

α₁- коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок, ккал/(ч*м²*ºС);

α₂- коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемому теплоносителю, ккал/(ч*м²*ºС);

W _мтр.- скорость движения греющего теплоносителя в межтрубном пространстве, м/ c;

W _тр.- скорость движения нагреваемого теплоносителя в трубках, м/c;

d _экв.- эквивалентный диаметр межтрубного пространства ТО (диаметр трубок или эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м;

d _вн.- внутренний диаметр трубок ТО, м;

G _гр.- расход греющего теплоносителя в ТО, т/ч;

G _нагр.- расход нагреваемого теплоносителя в ТО, т/ч;

Суть методики заключается в использовании безразмерных комплексов, характеризующих температурное и гидравлическое состояние ТО в некотором испытательном (расчетном) режиме. Тогда представление выше указанной системы уравнений для испытательного и текущего режимов в безразмерном виде позволяет определить фактические параметры рассчитываемого ТО для любого режима работы. Для составления безразмерных комплексов необходимы значения температур и расходов τ_1.гр, τ_2.гр, τ_1.нагр, τ_2.нагр, G _гр., G _нагр. в испытательном или расчетном режиме и любые четыре величины из перечисленных в текущем режиме. Тогда остальные две неизвестные величины определятся из совместного решения уравнений в безразмерном виде.