Для отопления больших площадей желательно просчитать отдельные чугунные радиаторы отопления, так как представленный стандартный ряд изделий не всегда способен удовлетворить потребности в необходимой мощности, экономическим и прочностным показателям.
Подсчитаем необходимую площадь теплообмена при использовании гладкой трубы из чугуна:
Где:
Q — Необходимый тепловой поток, Вт
k — коэффициент теплопередачи, 
∆t — температурный напор, 
находим из разности температур теплоносителя
89
Значение 
принимаем из температуры необходимой в помещении, т. е. 18 °С
Где:
— теплоотдача со стороны теплоносителя,
— теплоотдача со стороны помещения,
— толщина стенки трубы, м
— теплопроводность материала, в данном случае — чугун, 75
Где:
— число Нуссельта
— теплопроводность теплоносителя
— длина расчетного участка, примерная удобная длина радиатора отопления, м
Где:
— число Рейнольдса, показатель турбулентности потока
— критерий Прандля, учитывающий влияние физических свойств теплоносителя на теплоотдачу
Где:
— скорость теплоносителя, 
— эквивалентный диаметр канала, который находится по формуле
Где:
F — омываемая площадь, 
P — омываемый периметр, м
м
Из данного уравнения получаем необходимую площадь поверхности гладких чугунных труб, которая обеспечивает необходимый тепловой поток. Найдем необходимую длину змеевиков, которые смогут обеспечить данную площадь.
Полученное значение слишком большое, что отрицательно сказывается на рациональном использовании площади и экономических показателях, поэтому стоит использовать интенсификацию теплообмена кольцевыми ребрами. Стоит отметить, что данная интенсификация проведена с допущением того, что температуры основания ребра и окружающей среды постоянны. Рассчитаем оптимальные размеры одного ребра. Для начала определим безразмерные параметры для номограммы.
Где:
— тепловой поток, который необходимо получить с одного ребра, 40
— внутренний радиус ребра, равный наружному диаметру оребряемой трубы, 50
— теплопроводность материала, чугун, 75
— разность температур двух сред
Где:
- теплоотдача со стороны теплоносителя,
Рис. 1. Номограмма зависимости величин
С данной номограммы получаем следующие значения, для оптимальных размеров ребра:
=7.2, 
= 2
Определим толщину ребра:
Данная толщина позволит радиатору противостоять случайным механическим воздействиям.
Следующим шагом будет определение оптимального объема ребра
Находим наружный диаметр данного кольцевого ребра:
Теперь необходимо найти количество ребер, нужных для отопления данного помещения, для этого разделим общие теплопотери станкового участка на мощность одного ребра.
Определимся с компоновкой. Оптимальной длиной для данного радиатора будет 80 см, а шаг оребрения примем 1 см, из чего следует что:
На одном радиаторе будет установлено 50 кольцевых ребер. Следующим шагом будет определение количество радиаторов для данного помещения:
Определимся с мощностью одного радиатора:
В итоге имеем радиатор, способный отопить большие производственные площади. Учитывая, что заказ на изготовление данных изделий будет производиться одной партией, а составляющие данного радиатора подобраны из сортамента, стоимость данных радиаторов отопления будет гораздо ниже представленных в типовых рядах теплообменных аппаратов, изготовленных из материалов с большей теплопроводностью. Так же стоит отметить, что чугун имеет меньшую тепловую инертность и дольше сохраняет тепло, а большая твердость металла дает меньшую восприимчивость к механическим воздействиям.
Литература:
- Назаров, В. И. Водяное отопление индивидуальных домов / В. И. Назаров. — М.: Оникс-ЛИТ, 2008.
- Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление. ГОСТ 31168–2003. — Москва, 2005.
- Отопление. — М.: Диля, 2008.
- Зеттлер, Х. У. Влияние свойств поверхности и распределения потока на загрязнение поверхностей теплообмена. / Х. У. Зеттлер. — М.: Страта, 2014.
- Светлов, Ю. В. Интенсификация гидродинамических и тепловых процессов в аппаратах с турбулизаторами потока. / Ю. В. Светлов. — М.: ИНФРА-М, 2016.
