Конструктивний і повірочний розрахунок теплообмінника.

Існує два види розрахунків теплообмінних апаратів: конструктивний та повірочний. Конструктивний (проектний) розрахунок виконують для визначення конструктивних характеристик теплообмінного апарата. Повірочний розрахунок виконують для визначення кількості теплоти та температур теплоносіїв на виході з теплообмінного апарата.

В основі будь якого розрахунку теплообмінників знаходиться система рівнянь теплового балансу, Вт

(7)

Методика конструктивногорозрахунку:

1. Знаючи кількість тепла Q і температури теплоносіїв на вході () та виході () з теплообмінного апарата з (7) визначаємо витрати теплоносіїв та , кг/с

(8)

2. Задавши конструктивні характеристики теплообмінного апарата (наприклад розмір та кількість трубок) визначаємо швидкість руху кожного теплоносія біля теплообмінної поверхні, м/с

(9)

3. Визначаємо коефіцієнти теплообміну з боку кожного теплоносія. Наприклад, з критеріальних рівнянь, при повздовжньому омиванні трубок водою, Вт/м^2ОС

, (10)

де – середня температура відповідного теплоносія.

4. Знаходимо коефіцієнт теплопередачі. Для цього необхідно урахувати не тільки коефіцієнти теплообміну біля поверхонь, але й опір теплопередачі теплообмінної поверхні, Вт/м^2ОС

. (11)

Зазвичай цей опір складається з опорів матеріалу стінки, шару забруднень та шару накипу. Наприклад, для водо-водяного теплообмінника гарячого водопостачання загальний опір теплопередачі трубок, м^2ОС/Вт

.

5. Задавши схему підводу і відводу теплоносіїв визначаємо розрахункову різницю температур, ^ОС

.

6. Визначаємо необхідну площу поверхні нагріву теплообмінника.

,

де коефіцієнт ефективного використання площі поверхні теплобміну. Для кожухотрубних теплообмінників .

7. Уточнюємо конструктивні характеристики теплообмінника: кількість трубок, кількість секцій, їх приєднання (паралельне чи послідовне) та інші.