Calculadora de tamaño del tanque de expansión
Dimensiona tanques de expansión de vejiga, diafragma o acero simple para sistemas hidrónicos cerrados (agua caliente/agua fría) utilizando principios de expansión térmica y relación de presión.
Ayuda de diseño preliminar
Parámetros de entrada
Resultado
| Volumen de agua expandida, Vmi | — |
| Relación de expansión del agua, Ew =vh/vc − 1 | — |
| Crédito de expansión de tuberías, Epag | — |
| Presión inicial (absoluta), Pyo, abdominales | — |
| Presión máxima (absoluta), Pmáx, abdominales | — |
| Factor de aceptación (denominador) | — |
Fórmula Y Método
Relación de tamaño que rige la utilizada para el estilo de tanque seleccionado (derivada de la ecuación general del tanque de expansión, ST Taylor, PE):
Donde el volumen de agua expandida es:
| Símbolo | Definición | Base |
|---|---|---|
| Vt | Volumen total requerido/tanque de aceptación | galón o L |
| Vs | Volumen total de agua del sistema | galón o L |
| Vmi | Volumen de agua expandido desde Tc a Th | galón o L |
| vh, vc | Volumen específico de agua en Th y Tc | de la correlación de densidad, 0–200°C |
| Miw | Relación de expansión térmica unitaria del agua. | sin dimensiones |
| Mipag | Crédito del índice de expansión térmica unitaria de las tuberías (opcional) | sin dimensiones |
| PAGi, PAGmáximo | Presiones inicial/precarga y máxima permitida | absoluto, mismas unidades |
| PAGa | Presión atmosférica | absoluto |
Secuencia de cálculo
1. Convierta T_c, T_h a una base absoluta común y evalúe v_c, v_h a partir de la tabla de densidad del agua. 2. E_w = v_h/v_c − 1; aplique crédito de tubería E_p = 3α(T_h − T_c) si se selecciona. 3. V_e = V_s · (E_w − E_p). 4. Convierta P_i y P_max a presión absoluta usando P_a. 5. Aplique el denominador para el estilo de tanque seleccionado (ventilado / sin precarga / precargado / precarga estándar de fábrica). 6. V_t = V_e / denominador.Supuestos Y Límites
Efectos incluidos
- Expansión térmica del agua entre la temperatura media mínima y máxima del sistema.
- Crédito opcional por expansión térmica de la tubería (Epag).
- Relación de presión del tanque para cajas ventiladas, no precargadas, precargadas adecuadamente y con precarga estándar de fábrica.
- Precarga estándar de vejiga/diafragma de fábrica de 12 psig (83 kPag) cuando corresponda.
Efectos excluidos
- Margen de desorción de aire disuelto (~2% de Vs, según la ecuación Completa. 1 formulario).
- Elevación/NPSHR y tamaño del margen de ebullición para agua por encima de ~210°F (99°C).
- Tanque ubicado debajo/arriba de la succión de la bomba: verifique las interacciones estáticas/cabezal de la bomba por separado.
- Reducción del factor de aceptación de vejiga/diafragma específico del fabricante.
Rango de entrada válido: temperaturas del agua de 0 a 200 °C (32 a 392 °F) para la correlación de densidad; La verificación cruzada ASME/UMC/IMC opcional es válida solo para una temperatura de funcionamiento promedio de 170 a 230 °F (77 a 110 °C) y asume un tanque no precargado.
Valores predeterminados de las condiciones de diseño: presión atmosférica 14,7 psia (101,325 kPa); tubería de acero α ≈ 12×10⁻⁶/°C.
Notas de ingeniería
- El caso "precargado" gobierna casi todas las selecciones modernas de tanques de vejiga y diafragma; confirme que el tanque esté precargado en campo a Pi antes del inicio; La precarga estándar de fábrica es de 12 psig (83 kPag) y, a menudo, no se ajusta.
- Los estilos de acero cerrado ventilado y no precargado son diseños heredados, que se muestran como referencia y verificación de actualización.
- Las comprobaciones del margen de ebullición y NPSHR (puntos 3 y 4 de la función del tanque de expansión) son relevantes solo por encima de la temperatura promedio del agua de ~210 °F (99 °C) y no están cubiertas por esta rutina de dimensionamiento.
- Método de referencia: Steven T. Taylor, PE, Fórmulas de dimensionamiento del tanque de expansión, hvac-eng.com; Código ASME de calderas y recipientes a presión, Sección VI (2015); Disposiciones sobre tanques de expansión del Código Mecánico Uniforme/Internacional.
Revisión: v1.0 - lanzamiento inicial.
