acqua - vapore - aria
Esempi pratici di utilizzazione del vapore /Aerotermo
ALCUNI ESEMPI PRATICI DI UTILIZZAZIONE DEL VAPORE SU IMPIANTI DI RISCALDAMENTO
AEROTERMO
O = Portata vapore (Kg/h)
W = Calorie richieste dall'aerotermo (cal/h)
L = Calore latente del vapore utilizzato (caLKg
Esempio:
Aerotermo da 25.000 cal/h. Viene utilizzato vapore a 3 bario* calore latente è di 509 cal/Kg.
Q=25000/509 = 49 Kg/h VAPORE
Esempi pratici di utilizzazione del vapore /Batterie per riscaldamento dell'aria
ALCUNI ESEMPI PRATICI DI UTILIZZAZIONE DEL VAPORE SU IMPIANTI DI RISCALDAMENTO
BATTERIE PER RISCALDAMENTO DELL'ARIA
Q =V x At x Cs/ l
O = Portata vapore (Kg/h)
V = Volume aria da riscaldare (m3/h)
At = Incremento di temperatura dell'aria (t2 - t^C0)
Cs = Calore specifico dell'aria (0,3 cal/m3/°C)
L = Calore latente del vapore utilizzato (cal/Kg)

Condensa Esempio:

Si abbia una batteria riscaldante con una portata d'aria di 6000 nfltt.
La tempera turadi ingresso dell'aria (ti)sia di 15 °C. La temperatura di usata dell'aria, dopo il riscaldamento sia di 65°C (12). Vapore a 5 bar, il cuìcatae latente di vaporizzazione è di 498 cal/Kg. Avremo:
V = 6000 m3/h At = L -1 = 65 - 15 = 50°C Cs = 0,3 cal/m3/°C L = 498 cal/Kg
Q =V x At x Cs/L=6000 x 50 x 0,3 498= 180 Kg/h vapore
Esempi pratici di utilizzazione del vapore /Scambiatori Istantanei
ALCUNI ESEMPI PRATICI DI UTILIZZAZIONE DEL VAPORE SU IMPIANTI DI RISCALDAMENTO

SCAMBIATORI ISTANTANEI
Condensa
Se sono già conosciute le calorie richieste dallo scambiatore avremo:
Q = W/L
Q = Portata vapore (Kg/h)
W = Calorie richieste dallo scambiatore (cal/h)
L = Calore latente del vapore utilizzato (cal/Kg)

Esempio:

Scambiatore da 150.000 cal/h.
Vapore utilizzato a 2 bar il cui calore latente è di 517 cal/Kg
Q = 150 000/157 = 290 Kg/h di vapore.

Quando il dato della resa o delle calorie richieste non è disponibile, ma si conoscono o si possono rilevare le laraneristiche del fluido riscaldato come: portata, temperatura in ingresso ed in uscita e natura del fluido nonché calore specifico di esso, si ricorre alla seguente formula:

Q= Cs x F x At /L

Q = Consumo vapore (Kg/h)
Cs = Calore specifico del fluido da riscaldare
(acqua = 1. Olio = 0,5) F = Portata del fluido da riscaldare (Kg/h)
At = Incremento di temperatura del fluido da
riscaldare. (t2 -1,) (°C) L = Calore latente del vapore utilizzato (cal/Kg)

Esempio:
Acqua da riscaldare Cs = 1.
Portata acqua = 4000 l/h.
Temperatura entrata acqua (t1) = 15°C
Temperatura uscita acqua (t2) = 60°C.
At = t2 -1 = 45°C
Viene usato vapore alla pressione di 4 bar il cui calore latente è di 503 cal/Kg.
Q =1 X 4000 X 45/503 = 357 Kg /h di vapore 503.

Esempio:
Olio combustibile Cs = 0,5.
Portata olio: 4000 Kg/h.
Temperatura entrata olio = 45°C (t1)
Temperatura uscita olio = 90°C (t2). At = t -1, = 45°C
Viene usato vapore alla pressione di 4 bar il cui calore latente è di 503 cal/Kg

Q = 0,5 X 4000 X 45/503= 178 Kg /h di vapore oOo
Esempi pratici di utilizzazione del vapore /Scambiatori Vapore-Acqua
SCAMBIATORE VAPORE - ACQUA
Calcolo superificie serpentino per scambiatore rapido.
S = Superficie serpentino (m2)
Q = Catone (cal/h)
K = Coefficiente di trasmissione (cal/h/m2/°C)
Jtm = Differenza media logaritmica di temperatura tra due fluidi (°C)



Esempio: Calorie-richieste: 100.000 cal/h Serpentino in rame.
Regolazione modulante.
Vapore disponibile: 3 ate. t, = 143°C.
Temperatura condensa t2= 100°C
Calore di vaporizzazione vapore: 3 ate = 510 Kcal/Kg
Temperatura acqua t3 = 60°C
Temperatura acqua t4 = 70°C

Con regolazione modulante, scegliendo una perdita di carico del 20% si ottengono le calorie globali necessarie:
100.000 + 20% = 120.000 cal/h
portata vapore sul primario: 120000/510 = 235 Kg/h
diametro tubazione vapore con v = 25 m/sec = DN 40 (1 " 1/2)
K= 1200cal/h/m1/2/°C
ATm = 143-70=73 ,100-80=20---->73+20/2=46,5°C

Se il serpentino viene costruito con tubo di rame di diametro 16x1 la cui superficie è di 0,05 metro quadro/m lineare occorreranno:
2,15/0,05= 43 m di tubo
Portata tubazione condensa: 235 Kg/h x 2 = 470 Kg/h
(il valore 2 rappresenta il coefficente di sicurezza che tiene conto della rievaporazione)
Portata condensa per scaricatore = 235 x 2,5 = 587 Kg/h
(il valore 2.5 rappresenta il coefficente di avviamento per scaricatori)
Esempi pratici di utilizzazione del vapore /Boiler di accumulo per acqua calda
BOILER DI ACCUMULO PER ACQUA CALDA
I Boiler di accumulo sono progettati per portare la temperatura dell'acqua contenuta,da quella iniziale a quella desiderata entro un determinato intervallo di tempo.la richiesta di vapore durante il periodo di riscaldamento,può esser calcolato mediante la segunete formula:
Q= P x At/L x H.
Esempio:
Boiler di accumulo da 2000 I.
Temperatura ingresso acqua (t1 )= 15°C
Temperatura uscita acqua (t2) = 60°C
Tempo di riscaldamento = 2 ore
Vapore a 1 bar il cui calore latente è di 526 Kcal/Kg
Q =2000 x 45/526 x 2= 86 Kg/h di vapore
Q = Consumo o fabbisogno vapore (Kg/h)
P = Volume d'acqua da riscaldare (It)
At = Incremento di temperatura dell'acqua da riscaldare (t2 -t1)
H = Tempo di riscaldamento (ore)
L = Calore latente del vapore utilizzato (cal/Kg)
Esempi pratici di utilizzazione del vapore /Vasche di Trattamento Superficiale
VASCHE DI TRATTAMENTO SUPERFICIALE
Usualmente si calcola la richiesta termica della vasca, poi si procede al dimensionamento del serpentino.
Calcolo di richiesta termica con riscaldamento iniziale a freddo.

La richiesta termica è data dalla considerazione delle seguenti voci:

1) Calore richiesto per innalzare la temperatura del liquido dal valore iniziale a quello di regime.(Q1)
2) Compensazione delle dispersioni termiche dalle pareti della vasca verso l'ambiente.(Q2)
3) Compensazione delle dispersioni termiche dalla superfìcie del liquido verso l'ambiente.(Q3)
4) Assorbimento termico dei materiali in trattamento immersi nella vasca.(Q4).
Esempi pratici di utilizzazione del vapore /Innalzamento della temperatura del liquido
INNALZAMENTO DELLA TEMPERATURA DEL LIQUIDO (Q1)
Formula:
P x Cs x At/H dove:
P = Peso del liquido (Kg o It)
Cs = Calore specifico del liquido (per l'acqua = 1 )
H At = Salto termico del liquido tra temperatura iniziale e finale (°C)
H = Tempo di preriscaldamento (di solito 3 - 4 ore)
Esempio:
It 10200 acqua t, = 10°C
t2 = 60°C At = 50°C
Tempo di preriscaldamento = 3 ore
Q1=(10200 X 1 X 50 )/ 3= 170000 CAL/H
Esempi pratici di utilizzazione del vapore / Boiler di accumulo per acqua calda 2)
DISPERSIONI TERMICHE DALLE PARETI (Q2)


Sono rilevate dalla tabella sotto riportata:
Q 2: Emissione di calore da pareti metalliche verticali in aria ferma, cal/h/m2

Per superfici piane orizzontali disperdenti verso l'alto moltiplicare per 1,3
Per superfici piane orizzontali disperdenti verso il basso moltiplicare per 0,65
Nel caso le superfici siano isolate i dati della tabella si riducono al 25%
Esempio:
Acqua calda contenuta nella vasca = T = 60°C
Temperatura ambiente Ta = 10°C
Calorie di dispersione = 527 cal/mquadro
Superficie pareti verticali lambite dall'acqua:
2(3x1,70)+2(2x1,70)=17metro al quadrato. 17x527 = 8959 cal/h
Sup.del fondo: 2x3=6metro quadro(6x527x0,65) =2055 cal/h
Q2 calorie dispersioni totali = 11014
Esempi pratici di utilizzazione del vapore / Dispersioni termiche dalla superficie liquida 3)
DISPERSIONI TERMICHE DALLA SUPERFICIE LIQUIDA (Q3)
Q3 = Dispersioni di calore da superfici d'acqua libere (cal/h/m2)

Esempio:

Con temperatura superficiale sul pelo libero dell'acqua di 60°C e aria circostante immobile abbiamo una dispersione di 3000 cal/h/mquadro.

Con la stessa temperatura superficiale ma con aria in movimento, alla velocità di 4 m/sec
(cappa aspirante) la dispersione sale a 7500 cal/h/mquadro.

Riferendoci all'esempio precedente, con una superficie evaporante di 3 x 2 = 6 mquadro
e velocità dell'aria sovrastante in aspirazione di 4 m/sec (cappa) si crea una dispersione
di 7500 cal/h/mquadro.

Pertanto Q, = 6 x 7500 = 45.000 cal/h
Esempi pratici di utilizzazione del vapore /Calore Assorbito dal materiale trattato
4) CALORE ASSORBITO DAL MATERIALE TRATTATO
Generalmente si considera che la temperatura finale del materiale raggiunga quella del liquido in cui è immerso:

Formula: Q4= P x Cs x At

P = Peso del materiale (Kg) Cs = Calore specifico del materiale (cal/Kc)
At = Incremento di temperatura del materiale da riscaldare (°C)

Esempio:

Blocco di acciaio del peso di 200 Kg il cui calore specifico è di 0,12, da portare da 10°C a 60°C. At = 50°C
Q4 = 200x0,12x50 = 1200 cal/h