Температурный напор для противотока

2.102

Численное значение ∆t для противоточных аппаратов при одинаковых условиях всегда больше ∆t для аппаратов с прямотоком, поэтому аппараты с противотоком имеют меньшую поверхность, т. е выгоднее.

Кроме прямоточной и противоточной схем движения теплоносителей широко распространены перекрестные с различным числом ходов. Средняя разность температур при перекрестном токе меньше, чем при противотоке, но больше чем при прямотоке.

При расчете ∆t для сложных схем движения теплоносителей вначале определяют ∆t в предположении, что теплообменник противоточный, а затем вводят поправки, численные значения которых берут для каждого конкретного случая из справочников.

При числе перекрестных ходов более трех, например, для широко распространенных змеевиковых теплообменников, схему движения можно считать чисто противоточной или чисто прямоточной.

Наиболее простым является конструктивный расчет теплообменника, при котором известны начальные и конечные параметры теплоносителей и необходимо определить поверхность теплообменника., т.е сконструировать теплообменник.

Порядок выполнения расчета:

1. Из уравнения теплового баланса определяют мощность теплового потока Q_2, которую нужно передать от горячего теплоносителя к холодному.

2. Пользуясь рекомендациями специальной литературы 9, задаются скоростями течения теплоносителей и конструктивными особенностями теплообменника (диаметром трубок, проходными сечениями для теплоносителей).

3. По формулам, приведенным выше, определяют режим течения и необходимые числа подобия, рассчитывают коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи.

4. Определяют значение температурного напора для заданной схемы движения.

5. Из уравнения теплопередачи находят площадь поверхности теплообменника.

6. По известной площади находят длину трубок теплообменника.

При поверочном расчете теплообменника известны конструкция теплообменника

Необходимо рассчитать конечные параметры, т.е. проверить пригодность теплообменника для имеющихся условий. Сложность расчета заключается в том, что необходимо знать конечные температуры теплоносителей, поскольку они входят в уравнение теплового баланса и в уравнение теплопередачи. Применяется метод последовательных приближений, ля этого задаются конечной температурой одного из теплоносителей, по уравнению теплового баланса рассчитывают конечную температуру второго теплоносителя и проводят конструктивный расчет. Если полученная в результате площадь не совпадает с площадью поверхности имеющегося теплообменника, расчет производят вновь, задаваясь другим значением температуры теплоносителя на выходе. Для снижения трудоемкости расчетов работу следует проводить на ЭВМ.

Вопросы для самоконтроля по разделу 2

1. Назовите виды теплообмена.

2. Что называется теплообменным аппаратом?

3. Основное уравнение теплопередачи.

4. Основное уравнение теплового баланса.

5. Сущность расчета теплообменного аппарата.

Тест к разделу 2

1. Приведите размерность чисел подобия

А) Безразмерны Б) Вт/м² В) Дж/с

2. Приведите размерность теплового потока

А) Вт/м² Б) Вт В) Вт/м³

3. Назовите число Re для турбулентного потока в трубах

А) Re<2300 Б) 2300<Re<1*10⁴ В) Re>1*10⁴

4. Приведите уравнение теплопередачи

А) Q=-λ grad t F Б) Q=α(t_ст-t_ж)F В)Q=k Δ t F

5. Какая схема движения теплоносителя наиболее выгодна

А) Прямоток Б) Противоток В)Сложный ток.