ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конструктивный и тепловой расчеты аппаратов поверхностного типа из "Теплообменные сушильные и холодильные установки" В практике встречаются два случая теплового расчета. Могут быть заданы теплопроизводительность аппарата, теплоносители и их начальные и конечные параметры требуется определить поверхность нагрева и конструктивные размеры аппарата. Этот случай расчета носит название конструктивного теплового расчета. В другом случае могут быть заданы конструкция и размеры аппарата, теплоносители и их начальные параметры требуется определить конечные параметры теплоносителей и теплопроизводительность аппарата. Такой расчет называют проверочным. [c.21] Порядок проектирования аппаратов поверхностного типа. Конструктивный тепловой расчет теплообменных аппаратов производится при их проектировании. В этом случае перед тепловым расчетом необходимо задаться определенной конструкцией аппарата. После увязки результатов теплового расчета с конструктивными размерами аппарата приступают к гидравлическому расчету, т. е. определяют гидравлическое сопротивление аппарата, так как может оказаться, что запроектированный теплообменник из-за большого гидравлического сопротивления потребует значительного расхода электроэнергии на привод вентилятора или насоса и окажется неэкономичным. [c.21] В некоторых случаях гидравлическое сопротивление тенлообменно-го аппарата может быть задано, например, если он должен быть включен между прямой и обратной линиями теплофикационной сети п нужно уложиться в располагаемую разность давлений. [c.22] После увязки теплового и гидравлического расчетов выполняют расчет всех деталей аппарата на прочность (механический расчет). Если аппарат должен работать под давлением более 0,7 кгс/см , то его конструктивное выполнение должно соответствовать правилам Госгортехнадзора 1Л. 28, 29 и 31]. [c.22] Конструктивный тепловой расчет. Расчет состоит в совместном решении уравнений тепловых балансов, определяющих тепло-производительность аппарата, и уравнений теплопередачи. [c.22] Из уравнения (1-4) следует, что для определения поверхности нагрева предварительно требуется найти величины коэффициента теплопередачи и среднего температурного напора. [c.23] А м —температурный напор на другом конце поверхности теплообмена. [c.23] На рис. 1-10 показан характер графиков изменения температур вдоль поверхности теплообмена при противотоке и прямотоке для трех возможных соотношений водяных эквивалентов теплоносителей. [c.23] Водяным эквивалентом некоторого количества теплоносителя С кг с удельной теплоемкостью с ккал/кг-град (дж/кг - град) называется количество тепла, необходимое для увеличения его температуры на 1°С. Оно численно равно весу воды Ов (при Св=1), нагреваемому тоже на ГС. Таким образом, М =Сср ккал/град (дж/град). [c.23] ФсУрмулы (1-6) — (1-8) неприменимы, если теплоемкость, расход или коэффициент теплообмена хотя бы одного из теплоносителей сильно изменяется вдоль поверхности теплообмена. В последнем случае А/ определяют при помощи графического интегрирования или разбивают поверхность теплообмена на участки, каждый из которых рассчитывается самостоятельно при соответствующих А и коэффициентах теплообмена. [c.24] В теплообменных аппаратах противоток имеет ряд преимуществ по сравнению с прямотоком, поэтому он получил большее распространение и его следует применять во всех случаях, когда этому не препятствуют требования технологии или другие обстоятельства. При прямотоке конечная температура нагреваемого теплоносителя не может быть выше конечной температуры греющего, в то время как противоток свободен от этого ограничения. [c.24] Поверхность нагрева при противотоке в данном случае получилась почти в 2 раза меньшей. [c.24] Перемешивающимся теплоносителем считается тот, температура, которого может выравниваться в поперечном направлении вследствие перемешивания (например, теплоноситель, движущийся между трубами). Неперемешивающимся. считается теплоноситель, температура которого не может выравниваться в поперечном направлении (например, при движении внутри параллельно включенных труб). Графики на рис. 1-12 относятся к тому случаю, когда один из теплоносителей перемешивается, а другой ке перемешивается. [c.25] Несколько иначе обстоит дело при переохлаждении конденсата, которое происходит, если поверх-ноть теплообменного аппарата рассчитана с запасом, или если его создают искусственно, задерживая выпуск конденсата. Переохлаждение конденсата уменьшает среднюю разность температур между теплоносителями. [c.26] На рис. 1-13 показан график изменения температур теплоносителей для случая конденсации перегретого пара и переохлаждения кон-и денсата на этом графике abed — кривая изменения температуры греющего теплоносителя, а е/—кривая изменения температуры жидкости. [c.26] Таким образом, если температура одного из теплоносителей принимается постоянной по всей поверхности теплообмена (например, при конденсации пара, соответствующей на рис. 1-13 линии 6V), то при любой схеме движения другого теплоносителя различие между прямотоком и противотоком для расчета теряется, и получается одинаковая средняя разность температур между теплоносителями, для которой определяется по обычным формулам (1-6) —(1-8). [c.26] Во избежание чрезмерного увеличения поверхности нагрева теплообменника обычно считают, что средняя разность температур не должна быть меньще 15° С. [c.27] С теплообменом без изменения их агрегатного состояния. При определении коэффициентов теплообмена для теплоносителей (газов и жидкостей), не изменяющих агрегатного состояния, прежде всего необходимо задаться их скоростями в теплообменнике. В большинстве случаев движение теплоносителей в теплообменниках осуществляется при помощи насосов или вентиляторов. Обычно скорости в аппаратах принимаются в пределах для жидкости 0,5—3 и для газов 5—12 м сек иногда допускаются и другие скорости. [c.28] Вернуться к основной статье