Оглавление:
\
Тепловой расчет рекуперативного теплообменника
- Различают структурный расчет и проверочный тепловой расчет теплообменников. Целью конструктивного расчета является определение величины рабочей поверхности теплообменника. Это начальный параметр design. In в этом случае необходимо понимать массовый расход передаваемого тепла или теплоносителя и изменение его температуры. Выполнен проверочный расчет теплообменника с известными значениями поверхности. Целью расчета является определение температуры теплоносителя на выходе из теплообменника и количества передаваемого тепла. Рисунок 15.3 На рис. 15.3 показано температурное поле прямоточного (рис.15.3, а) и противоточного (рис. 15.3, б) теплообменников.
Индексы 1 и 2 соответственно указывают температуру и другие параметры горячего и холодного теплоносителя. На 1 и 2 тактах отмечают параметры теплоносителя на входе и выходе теплообменника. Если сравнить температурное поле теплообменника постоянного тока и противоточного теплообменника, то можно увидеть, что в противоточном контуре температура теплоносителя в устройстве, скорее всего, изменится. Например, если необходимо нагреть холодный теплоноситель до максимальной температуры при заданной начальной температуре высокотемпературного теплоносителя ( | | , то с увеличением поверхности нагрева теплообменника постоянного тока температура/ 5 приближается к температуре обратного потока.
Из этого примера видно, что величина коэффициента теплообмена значительно возрастает, когда пограничный слой становится турбулентным. Людмила Фирмаль
Рабочий процесс теплоаккумулирующего теплообменника описывается двумя уравнениями: уравнением теплового равновесия и уравнением теплопередачи. Тепловой баланс теплообменника представляет собой уравнение Где O-массовый расход теплоносителя. g / cot-коэффициент теплопотерь в окружающую среду, 0,97-0,995. Покажите Число = Сер. (15-2)） Учитывая это обозначение, уравнение теплового равновесия задается в виде: Э =(; — ОП» от = О — (15-3） формула (15.3) / / ₀Т = 1 может быть переписана в следующем виде: Следовательно, чем больше параметр С7,тем меньше изменение температуры хладагента в теплообменнике. Теперь рассмотрим уравнение теплопередачи.
Разница Поскольку температура между теплоносителями изменяется по длине теплообменника, уравнение теплопередачи принимает вид: 2 = Где k и D / — коэффициент теплопередачи всего теплообменника и среднее значение температурного напора. Уравнение теплового равновесия Рисунок 15.4 Конструктивный. Тестировать В конструктивном расчете Пик определяется из уравнения А теплопередача является основой для расчета рабочей поверхности теплообменника, теплопередача-теплопередача (15.5） Если тепловой поток неизвестен, то он определяется по формуле (15.3). Получаем формулу для средней температуры головки.
Напишите уравнение теплопередачи и уравнение теплового равновесия элементов рабочей поверхности прямоточного теплообменника (рис. 15.4). Англия-КЛР, 22 (15.6） Из последнего уравнения Если вычесть правую и левую части этих уравнений、 1М =- (15.7） После замены этого уравнения на уравнение(15.6) и разделения переменных、 Если мы интегрируем эту формулу из входной секции теплообменника в выходную секцию, то получим: кр.. (15.8） используя уравнение [r] (15.3), пот = 1 Один Подставляя это выражение в выражение (15.8) и заменяя его величину kP из выражения (15.5), получаем конечное выражение S. (15.9)） Эта формула называется формулой для средней логарифмической температуры head.
Одинаково подходит для теплообменников постоянного и противоточного тока (значения D / ’ и AG указаны на рисунке 15.3). Аналитическая оценка средних температурных напоров для поперечных теплообменников и других более сложных моделей движения приводит к громоздкой формуле. Таким образом, средняя температура головки кинетической схемы такого теплоносителя определяется по формуле Д / = У / Д? С (15.10)） Где u-поправка, зависящая от 2 вспомогательных величин. К = (15.11） Зависимость Эд / = /( / ?, Р) рассчитан для различных кинетических схем теплоносителя и описан в справочной литературе.
Полученная формула позволяет сравнивать средние температурные напоры различных режимов течения теплоносителя. Сравнение показывает, что на входе и выходе теплообменника имеется теплоноситель с одинаковой температурой в противотоке. В теплообменном аппарате, головка температуры будет самой высокой, и в прямом потоке головка температуры будет smallest. In другая схема перемещения теплоносителя, она имеет значение между D (D (прямая линия и D (прот. Например, q = 130°C, C = _100°C,2 = 67,5°C и/или= 92,5° C, D получается (rrrym = 26°и D / prot = 35°.
- При однократном пересечении тока в этих условиях D / = 33,5°. Благодаря большому значению средней температуры головки, рабочая поверхность с одинаковым противоточным рисунком жидкости и другими условиями минимизируется. Поэтому, если причины конструктивного характера не ограничивают выбор схемы течения теплоносителя, необходимо отдать предпочтение противоточному теплообменнику по сравнению с прямоточным теплообменником. Заметим, однако, что схема противотока теплоносителя не обязательно имеет большее преимущество по сравнению с однократным прохождением. Расчет показывает большое значение 1 / C7 IV. \ Ke Из параметров IV 10), а также-как » ■0, обе схемы будут равны.
Первое условие соответствует незначительному изменению температуры теплоносителя(например, при изменении состояния агрегата). — >0, средняя температура головы значительно превысит изменение температуры любой жидкости. При сравнении картины противотока с картиной поперечного движения необходимо учитывать не только изменение среднего температурного напора, но и изменение теплопередачи conditions.
При температуре стенки, которая изменяется вдоль поверхности, теплообмен можно вычислить при помощи метода, описанного в разделе 7-4, при условии, что известно соотношение, описывающее теплообмен при ступенчатом изменении температуры поверхности. Людмила Фирмаль
При одинаковом сопротивлении давлению воды и условиях p ’ ^d11<58 поперечный поток может получить большее значение коэффициента теплоотдачи, чем продольный поток вокруг трубы. Таким образом, можно достичь таких условий, что площадь теплообмена при прочих равных условиях, которая является теплообменником с поперечным потоком, становится меньше. Если значения DG и DG близки, то вместо выражения (15.9)можно использовать формулу среднего арифметического температурного напора. Д=( В = 0, 6-1.
Разница между логарифмическим логарифмом и средней арифметической температурой головки не превышает Для расчета рабочей поверхности по формуле (15.5) коэффициент теплопередачи обычно определяют по формуле для плоских стенок, так как толщина трубы теплообменника невелика. Если в устройстве условия теплопередачи отдельных участков рабочей поверхности существенно различаются, то для каждого из них рассчитываются коэффициент теплопередачи и коэффициент теплопередачи Среднее значение коэффициента теплоотдачи для всей поверхности определяется по формуле Где K1-коэффициент теплопередачи для каждого участка.
Относительная площадь этого участка. p-количество секций, в которых разделена рабочая поверхность. Средняя температура теплоносителя, необходимая для расчета коэффициента теплоотдачи, определяется следующим образом: для теплоносителей с большими значениями параметров при малых изменениях температуры в теплообменнике средняя температура определяет сумму экстремальных значений температуры.
Если Средняя температура 2-го теплоносителя рассчитывается по формуле Где а / рассчитывается по формуле (15.9) или (15.10). Получаем коэффициент, рассчитанный для проверочного расчета теплообменника постоянного тока. Если указано 1г, Эсо ’ Уравнение (15.8) можно переписать в виде Из блока нарисуйте правую и левую стороны равенства： Если свести его к общему знаменателю и перегруппировать левые члены равенства、 а; — с.)+(/; — О =(/; — (1 (15.13） |) Из уравнения теплового равновесия / / из = 1 Подставляя это уравнение в уравнение(15.13), после простого преобразования получаем: Куда?
Формула для расчета конечной температуры холодного теплоносителя в теплообменнике постоянного тока выглядит следующим образом (15.16)） Точно так же Противоточный теплообменник： Куда? — о 2. * 21 * ’г,’ (15.17） (15.18） (15.19） Функции P (p и 2 являются Диаграмма 1181 и таблица 1131.In в этой же работе рассмотрены приближенные формулы для определения конечной температуры нагревательной среды устройства с поперечным потоком или другим контуром движения Зеня.
Смотрите также:
| Ребристая стенка минимальной массы | О гидравлическом расчете теплообменника |
| Основные виды теплообменных аппаратов | Эффективность теплообменника и способы ее повышения |
