Определение поверхности теплообмена
Основные уравнения – уравнения теплового баланса, уравнения теплообмена, которые решаются совместно:
а) уравнение теплового баланса чаще всего служит для определения тепловой нагрузки
G – расход однофазной рабочий среды, ;
,
- средняя теплоёмкость в данном температурном интервале;
- начальные и конечные температуры рабочей среды.
Если тепло от более нагретого теплоносителя, для которого известны и , передаётся к менее нагретому теплоносителю с и , то уравнение теплового баланса без учёта потерь тепла будет:
или с помощью w = . Проинтегрируем:
Q= , откуда:
, т.е изменения температур однофазных рабочих сред обратно пропорциональны их водяным эквивалентам.
б) Уравнение теплообменаслужит для определения поверхности теплообмена F.
Если температуры рабочих сред и не изменяются, то , Вт;
Однако в теплообменных аппаратах температуры рабочих сред вдоль поверхности теплообмена чаще всего не остаются постоянными. Одновременно с изменением температур рабочих сред вдоль поверхности теплообмена изменяется и разность температур, т.е. изменяется температурный напор .
В этом случае уравнение теплообмена справедливо лишь в дифференциальной форме:
или при .
(Вт.),
- средняя разность температур.
Совместное уравнение теплового баланса и теплообмена следовательно будет :
.
При решении данного уравнения следует учитывать, что
1) В наиболее общем случае следует принять, что в рассматриваемом интервале температур с и K зависят от температурных условий процесса.
2) Во многих общих случаях оказывается достаточно надёжным пользоваться данными о средней теплоёмкостирабочих сред, но остаётся необходимым считаться с изменением K в зависимости от температурных условий процесса теплообмена.
3) Но основным и наиболее частым способом определения F является способ условного усреднениязначения коэффициента теплопередачи с отнесением его к некоторым средним t-рам.- t сред. При этом справедливо уравнение:
(м ).
При расчетах следует помнить:
а) - разность температур между рабочими средами.
б) и - разность между конечной и начальной температурами каждой из рабочих сред в отдельности.
а) t - это движущая сила процесса теплообмена; она входит в уравнение теплообмена и характеризует при других условиях производительность теплообменного аппарата.
б) - мера изменения температуры данной рабочей среды; она входит в уравнение теплового баланса и также характеризует производительность аппарата при других условиях.
Дата добавления: 2017-10-04; просмотров: 861;