Противоток

Аналогичные алгебраические преобразования для противотока дают расчетную формулу для тепла

(9.24)

где

Конечные температуры теплоносителей (t₁¢ ¢, t₂¢ ¢) можно рассчитать по уравнению теплового баланса (9.3).

Получим уравнения для поверочного расчета теплообменников с кипением и конденсацией.

1. Конденсатор, охлаждаемый водой. График изменения температур теплоносителей приведен на рис. 9.2.

При конденсации пара

t₁=t_s=const, Dt₁= 0,

Тогда

а на основании (9.20) получим формулу

,

по которой можно рассчитать конечную температуру холодного теплоносителя

,

(9.25)

а затем определить передаваемую теплоту

(9.26)

2. Испаритель воды, нагреваемый продуктами сгорания топлива, рис. 9.3.

При кипении воды t₂=t_S=const, Δ t₂= 0; = , C₂ = G₂ = .

Тогда

на основании (9.20)

Расчетные формулы для и Q запишутся в виде

(9.27)

(9.28)

Сравнение двух основных схем движения теплоносителей прямотока и противотока можно произвести на основании уравнений (9.22) и (9.24)

.

(9.29)

Анализ зависимости (9.29) показывает, что прямоток и противоток равнозначны при следующих условиях:

1. Если или , т.е. для теплообменников, в которых один из теплоносителей изменяет свое агрегатное состояние (испаряется или конденсируется).

2. Если , что справедливо при или .

Во всех остальных случаях < 1, т.е. передаваемая теплота при противотоке больше, чем при прямотоке.

Контрольные вопросы и задания

1.Назовите основные уравнения для расчета рекуперативных теплообменников. Какими коэффициентами оценивается эффективность работы теплообменников?

2.Можно ли утверждать, что КПД теплообменника (η) характеризует количественные потери тепла, а эксергетический КПД (η _экс) – качество потерь тепла?

3.Как вычисляется средний температурный напор для прямотока, противотока и других схем движения теплоносителей?

4. Как вычисляются средние температуры теплоносителей? Для расчета каких величин они нужны?

5.В каких случаях прямоток и противоток равнозначны?

6.Каковы задачи конструкторского и поверочного расчетов теплообменников?