Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Основы теплового расчета рекуперативных теплообменных аппаратов.






Рекуперативными ТА являются ТА, в которых теплообмен осуществляется через разделительную стенку, в каждой точке которой тепловой поток сохраняет свое направление.

Различают следующие расчеты:

1. Тепловой-конструктивный. Цель: создание нового по конструкции аппарата или выбора его из числа стандартных. Исходными данными является – расходы, начальные температуры, свойства теплоносителей, тепловая мощность аппарата. В результате расчетов определяют площадь поверхности и основные конструктивные размеры.

2. Тепловой-поверочный. Цель: определение конечных температур теплоносителя или тепловой мощности аппарата при известных размерах, начальных параметров и свойствах теплоносителя.

3. Компоновочный. Цель: установить основные соотношения между площадью поверхности нагрева, проходными сечениями каналов для теплоносителей, число ходов и др.

4. Гидравлический (аэродинамический). Цель: определить гидравлическое сопротивление каналов и затраты мощностей на перемещение теплоносителей.

5. Механический. Поверка деталей аппарата и их соединений на прочность, плотность, жесткость. Уточняются толщины трубных решеток, труб и тд.

6. Технико-экономческий.

Конструктивный тепловой расчет.

Состоит в совместном решении 2-х уравнений:

1-е уравнение теплового баланса

2-е основное уравнение теплопередачи

Уравнение теплового баланса для аппаратов работающих без изменения агрегатного состояния теплоносителя можно записать в общем виде: Q1=Q2+Qпот или Q2=Q1* η т.а или Q=G1*c*(t’’1-t1)*η =G2*c*(t’’c-tг); индекс 1-греющий теплоноситель, 2-нагреваемый теплоноситель.

Для аппаратов с изменением агрегатного состояния 1 из теплоносителей:

Q= D 1* (i1- iк)*η =G2*c*(t’’2-t2)

Для аппаратов с изменением агрегатного состояния 2 теплоносителей:

Q= D 1* (i1- iк)*η = D 2* (i2- iпит)

Q-тепловая производительность аппарата

G1, G2- расходы теплоносителей греющих, нагреваемых не изменяющих свое агрегатное состояние.

С-теплоемкость теплоносителя, принятая при его средней температуре.

t1, t’’1- температура греющего теплоносителя на входе и выходе

D1-расход греющего пара

D2-количество образовавшегося вторичного пара

i1-энтальпия греющего пара на входе в теплообменник

iк-энтальпия конденсата греющего пара на выходе

iг-энтальпия вторичного пара на выходе

iпит-энтальпия питательной воды на входе

На основе уравнений баланса расходы теплоносителей:

а) в теплообменниках без изменения агрегатного состояния

G=Q/c*(t’’1-t1)*η n; G=Q/c*(t’’2-t2)*η n

б)с изменением агрегатного состояния 1 или 2 теплоноителей

D 1= G2*c*(t’’2-t2)/ (i1- iк)*η, D 1 = D 2* (i2- iпит)/ (i1- iк)*η

Поверхность нагрева теплообменного аппарата из уравнения Q=k*F*Δ t (кДж/с)

к – коэффициент теплопередачи (Вт/м2К),

Δ t-средне температурный напор;

Средний температурный напор для все ТА мб определен как среднелогарифмический температурный напор: Δ t=(Δ tб-Δ tм)/ln(Δ tб/Δ tм)-для всех типов теплообменных аппаратов.

Если при противотоке значение полного водяного эквивалента W=G1*c для обоих теплоносителей одинаковы, то Δ tб= Δ tм= Δ t. Если Δ tб/ Δ tм≤ 4.5, то Δ t=0.5 (Δ tб+ Δ tм)-0.1(Δ tб- Δ tм). Если Δ tб/ Δ tм≤ 1.8, то Δ t=0.5(Δ tб+ Δ tм).

Полный водяным эквивалентом или полной теплоемкостью W называется количество теплоты необходимое для повышения температуры теплоносителя на 10С.

 

Для прямоточных схем: Δ tб=t1-t2; Δ tм=t’’1-t’’2

При противоточной схеме: Δ tб=t1-t’’2; Δ tм=t’’1-t2

При перекрестном токе и в других более сложных схемах движение теплоносителя в теплообменнике Δ t=Δ tпрот*ε *Δ t; ε *Δ t-коэффициент учитывающий схему движения теплоносителей, зависит от коэффициента Р к R, которые определяются: P=(t’’2-t2)/(t1-t2); R=(t1-t’’1)/(t’’2-t2).

Коэффициент теплопередачи.

Для круглой тубы:

k=1/(dср(1/α 1dн + 1/2λ *ln(dн/dвн) + 1/(α 2dвн) + Rзаг), Вт/м2С.

α 1, α 2 – коэф теплоотдачи со стороны греющего и нагреваемого теплоносителя, Вт/(м2 К).

λ – теплопроводность стенки Вт/(м К),.

Rзаг – тепмическое сопротивление с обоих сторон.

Если толщина стенки трубки теплообменника не более 2, 5 мм, то можно рассчитывать как для плоской стенки:

k=1/(1/α 1 + δ стст + 1/α 2 + Rзаг), Вт/м2С.







© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.