ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет теплообменных аппаратов из "Основные процессы и аппараты Изд10" При проектировании теплообменников их тепловой расчет сводится к определению необходимой поверхности теплообмена Р при известных расходах, начальной и конечной температурах теплоносителей. [c.340] Для действующих теплообменных аппаратов выполняют поверочные тепловые расчеты, в которых возможная производительность аппарата сопоставляется с. фактической и определяются условия, соответствующие оптимальному режиму работы теплообменника. Ниже рассмотрена общая методика технологических расчетов при проектировании теплообменников. [c.340] Тепловые расчеты производят совместно с гидравлическими и конструктивными и на основе всех этих расчетов подбирают наиболее подходящие стандартные или нормализованные конструкции теплообменных аппаратов. Выбранная конструкция должна быть по возможности опти-, мальной — сочетающей интенсивный теплообмен с низкой стоимостью, надежностью, дешевизной и удобством эксплуатации. [c.340] Скорости теплоносителей в выбранном аппарате должны обеспечивать благоприятное сочетание интенсивного переноса тепла и умеренного расхода энергии на перемещение теплоносителя. При этом желательно, чтобы теплообмен происходил в условиях турбулентного режима течения теплоносителей при развитом турбулентном движении (Не Ю ) или близком к нему. [c.341] Тепловой расчет проектируемого теплообменника производят в следующей последовательности. [c.341] Определение тепловой нагрузки и расхода теплоносителей. Тепловую нагрузку находят по уравнениям теплового баланса по уравнению (УП,1) или, в случае изменения агрегатного состояния одного или обоих теплоносителей, ио уравнению (УП,2). [c.341] Из уравнений (УП,1) и (УП,2) определяют также расходы теплоносителей. Если же их расходы заданы, то, пользуясь теми же уравнениями, находят обычно неизвестную в этом случае конечную температуру одного из теплоносителей. Когда неизвестны конечные температуры обоих теплоносителей, то ими задаются, принимая во внимание, что разность температур между теплоносителями на конце теплообменника должна быть практически не менее 3—5 °С. Наиболее желателен выбор оптимального значения конечной температуры на основе технико-экономического расчета. [c.341] Таким образом, для пользования равенством (УП1,8) необходимо знать закономерности изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена Р, что ограничивает возможности применения этого уравнения для расчетов. [c.341] При противотоке и прямотоке среднюю разность температур определяют как среднелогарифмическую из большей и меньшей разностей температур теплоносителей на концах теплообменника [по уравнению (У1П,91)1 или как среднеарифметическую. При более сложных схемах движения теплоносителей — перекрестном и смешанном токе — средняя разность температур находится по тем же уравнениям с введением поправочного множителя, вычисляемого так, как указывалось ранее (см. стр. 303). [c.341] В расчетной практике рекомендуется при противотоке среднюю температуру теплоносителя с меньшим перепадом температур по длине аппарата определять как среднеарифметическую, а среднюю температуру другого теплоносителя находить по известной величине А/ср, пользуясь со-агношением (УП1,8). [c.341] Определение ксрффициента теплопередачи и поверхности теплообжна. Для определения коэ( ициента теплопередачи К необходимо предварительно рассчитать коэффициенты теплоотдачи и г по обе стороны стенки, разделяющей обменивающиеся теплом среды, а также термическое сопротивление самой стенки, на которой в процессе эксплуатации теплообменника обычно образуется (с одной или двух сторон) слой загрязнений. Коэффициенты теплоотдачи рассчитывают в зависимости от условий теплоотдачи по одному из уравнений, приведенных в главе УП. [c.341] Для вычисления а часто бывает необходимо знать температуру стенки t ) или удельную тепловую нагрузку д 1в/й/(ж ч)], значения которых, в свою очередь, зависят от определяемого значения а. В таких случаях коэффициенты теплоотдачи обычно рассчитывают методом последовательных приближений значениями и q задаются и после определения значения коэффициента теплопередачи /С проверяют (см. ниже). [c.342] Термические сопротивления стенки и загрязнений находят в зависимости от толщины собственно стенки и толщины слоя загрязнений (по практическим данным), а также от значений коэффициентов теплопроводности материала стенки и загрязнений. [c.342] ГДР - 1--сумма термических сопротивлений собственно стенки и загрязнений. [c.342] Для тонкой цилиндрической стенки К также рассчитывают по уравнению (VI 1,83). [c.342] Получив значение К, проверяют предварительно принятые значения /ст и 9 и, в случае недостаточно удовлетворительного совпадения принятого и расчетного значений, производят пересчет, задаваясь новым значением или 9. [c.342] Пересчетов можно избежать, если для определения или д воспользоваться графическим методом. Он заключается в построении (перед расчетом К) та с называемой нагрузочной характеристики проектируемого теплообменного аппарата. [c.342] Конструктивный расчет производят после теплового расчета теплообменника. Для кожухотрубчатых аппаратов он сводится к определению числа или длины труб, размещению их в трубной решетке (с учетом числа ходов) и нахождению основных размеров (диаметра и высоты) аппарата. При конструктивном расчете определяют также диаметры патрубков штуцеров теплообменника. [c.342] Из выражения (VIII,9) находят необходимую длину труб, которую округляют обычно до ближайшей большей величины по стандарту или нормали. [c.342] Вернуться к основной статье