ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТЕПЛООВМЕППИКП ТИПА ЖИДКОСТЬ— К ИД КОСТЬ из "Расчет и конструирование теплообменников" Это отношение применимо для обоих типов теплообменников (прямоточных Т1 противоточных). [c.76] Метод вычисления характеристик теплообменника и оценки его размеров зависит от проектных параметров. Обычно задают температуры на входе и выходе и расходы двух потоков теплоносителей, по которым следует определить размеры теплообмеииика. Как правило, на потери давлеш я обоих потоков теплоносителей накладываются ограничения. Поскольку потери давления зависят от скорости теплоносителя, эквивалентного диаметра проходного сечения и длины канала, конструктору приходится решать систему уравнений с шестью независимыми переменными. Любая комбинация этих переменных дает в результате конкретную систему значений, характеризующих количество переданного тепла и потерь давления двух теплоносителей. Часто только одна из множества возможных комбинаций удовлетворяет поставленным условиям. [c.77] Применение основных соотношений. Самым простым, обычно используемым способом, позволяющим разрешить эту сложную задачу, является метод последовательных приближений. Сначала задаются геометрия поверхности теплообмена (например, диаметр труб и расстояние между ними) и скорости обоих теплоносителей, а затем вычисляются требуемая площадь поверхности теплообмена и )зезультируюп[ие потери давления. Полученные результаты исследуются, и затем делается второе приближение с соответствующими изменениями геометрии поверхности теплообмена, благодаря которым конструк-дия в большей степени удовлетворяет поставленным требованиям, чем предыдущая. Процедура повторяется до получения подходящей конструкции. [c.77] Случай постоянной температуры поверхности теплообмена. Гораздо чаще, чем случай постоянного теплового потока, рассмотренный в предыдущем разделе, реализуется случай существенно постоянной температуры поверхности теплообмена. Примерами такого распределения могут служить кривые на рис. 4.1, б и 4.1, й, характеризующие распределения температур в конденсаторах и испарителях. Поскольку коэффициент теплоотдачи при кипении или конденсации очень велик, температура стенки трубы существенно постоянна и почти равна температуре кипящей жидкости или конденсирующегося пара. [c.79] Эффективность. Самым важным параметром при проектировании теплообменника и расчете его характеристик является отношение прироста (или падения) температуры теплоносителя к полной разности температур (т. е. Аг ,, па рис. 4.2). Это отношение называется эффективностью нагревания (или охлаждения) и является наиболее полезным параметром при оценке характеристик и анализе всех типов поверхностей теплообмена, включая активную зону реактора. С помощью этого параметра нетрудно построить диаграммы достижимых характеристик для широкого интервала условий. [c.79] Таким образом, чтобы определить эффективность нагревания для теплообменной матрицы, можно вос1Юльзоваться графиком на рис. 4.6, а следует только перевернуть ось координат и разметить ее в единицах эффективности, как это сделано на рис. 4.6, б. [c.80] Пример 4.1. В холодильнике газовой турбины с замкнутым циклом по трубам течет холодная вода, а горячий газ из регенератора обтекает эти трубы в осевом направлении. Расход воды достаточно велик, чтобы можно было считать температуру стенок металлической трубы постоянной и равной температуре воды по всей длине трубы. [c.81] Многие газо-жидкостные противоточные и перекрестноточные теплообменники характеризуются почти равномерным распределением температуры иоверхности теплообмена, поскольку их проектируют, предусматривая неболь-[пое изменение температуры жидкости по сравнению с приростом температуры газа и разностью температур на входе, а коэффициент теплоотдачи жидкости намного больше коэффициента теплоотдачи газа (например, в радиаторах автомобилей), так что условие постоянной температуры поверхности является хорошим приближением. [c.82] То же самое можно сказать относительно некоторых ядерных реакторов с газовым охлаждением (см., например, рис. 4.1, з), в которых изменение температуры поверхности вдоль последних критических двух третей обогреваемой длины достигает только примерно 15% средней разности температур. Такого рода приближения очень нужны, поскольку они существенно упрощают задачу оценки характеристик, делая возможным быстрое построение графиков достижимых характеристик данной теплообменной матрицы. [c.82] На рис. 4.8 показана степень соответствия условий неравномерного распределения температуры поверхности теплообмена группы противоточных теплообменников случаю равномерного распределения температуры для некоторого интервала значений отношения падения температуры горячего теплоносителя к разности температур двух теплоносителей на входе А/вх. Верхняя прямая линия соответствует нулевому падению температуры горячего теплоносителя, как это следует из предыдущего анализа. Остальные линии не прямолинейны. Для них построены прямые пунктирные линии, чтобы показать, что кривизна мала и что прямые линии могут служить хорошей аппроксимацией действительных кривых, особенно если падение температуры горячего теплоносителя мало по сравнению с разностью температур на входе. [c.82] Иногда падение температуры горячего теплоносителя можно выразип, в виде некоторой доли прироста температуры холодного теплоносителя, как, например, в случае постоянного отношения массовых расходов двух теплоносителей. Согласно рис. 4.9, при таком условии кривизна линий, характеризующих эффективность, быстро увеличивается с повышением не только эффективности, но и отношения падения температуры горячего теплоносителя к приросту температуры холодного теплоносителя o/g/o/i. Поэтому использование диаграммы характеристик подобного типа ограничено интервалом значений 6/2/6/1 от О до -. 30%, если для интерполяции или экстраполяции по нескольким экспериментальным точкам используется линейная аппроксимация. [c.82] Р1ллюстрируемый на рис. 4.8, можно иногда использовать применительно к одноходовым перекрестноточным теплообменникам. Для исследования такой возможности построен график, представленный на рис. 4.10. Заметим, что и на этот раз прямые линии являются достаточно хорошей аппроксимацией кривых, представляющих действительные характеристики теплообменников, в интервале значений б/г/бг от О до 30%. [c.82] Характеристики погерь давления могут быть представлены в виде отдельных графиков, как на рис. 3.13. Их можно также наложить на график, аналогичный приведенному на рис. 4.8, чтобы получить совмещенный график, подоб ный представленному на рис. 11.10. Эти графики помогают определить влияние основных параметров и оказываются чрезвычайно полезными при проектировании теплообменных матриц, предназначенных для работы в таких условиях, когда трудно найти компромиссные соонюшения между потерями давления, эффективностью и размерами поверхности теплообмена. [c.84] Влияние больших скоростей газа. Эта проблема слищком специфична, чтобы ее гюдробно исследовать в настоящей книге. Упомянем только, что иногда (для передвижных энергетических установок) имеет смысл рассмотреть проектные условия, при которых скорости газа настолько велики, что влияние сжимае.мости начинает играть важную роль. В подобных условиях анализ теплообмена усложняется в связи с уменьшением статической температуры газа в тех областях, где его скорости велики. В работе [51 предлагается удачный метод решения задач такого рода с помощью относительно простых графиков. [c.84] Кипение — весьма сложный процесс он значительно сложнее, чем эк обычно представляют. Действительно, явления, из которых состоит процесс кипения, настолько сложны, что многие их аспекты еще как следует не поня-ты. Несмотря на отсутствие необходимой информации, ввиду важности процесса кипения и связанных с ним задач в этой главе сделана попытка обобщить состояние этой проблемы и дать возможно более хорошую основу для инженерных расчетов и исследовательской работы. [c.85] Вернуться к основной статье