В. П. Исаченко, В.А. Осипова, А. С. Сукомел - Теплопередача (1013600), страница 96
Текст из файла (страница 96)
вективную теплопередачу, на и теплоперелачу излучением. В этом случае, например, а!=ам+аз!. !=. ! 1лен в знаменателе ~ — представляет собой полное термическое ч"! з! =! сопротивление теплопровадности твердой стенки, разделяющей тепло- носители. Разделяющая стенка может быть как многослойной. так и однородной.
При рассмотрении харантера а! б) изменения температур теплоноси- г телей вдоль поверкиости тепло- дз обмена мо!ут быть случаи, когда зС: — '- изменяются монотонно темпервт)ры обоих теплоносителей (в ча- с отнести, температура одного тен- дз поносителя может оставаться постоянной). й(агут встречаться Р"с.
!З'!. Сзе"н х'"'хеввэ тсыенювтелы! отучав, когда температура одно- е — ° ч з — и з с г — «з гыт з го теплоносителя взменяется з ! — в з ма ! г — ы з е монотонно, а друюго — ступенчато, что бывает, например, в ни- с, сг С, Сг пящих экономайзерах пврогене- З' раторов. Температура горячих газов изменяется непрерывно, а температура подогреваемой воды в зоне подогрева монотонно по.
г вышается, а в зоне кипении практически остается постсяииой. 1 з 1 ри рассмотрении теплооб- с! г 1 пенных аппаратов с непрерывао изменяющейся температурой теп- е," поносителей следует различать з аппараты: 1) прямого тока; 2) противозг г точные; 3) перекрестного тока; Г л 4) со сложным направлением движения теплоносителей (смеюаннаго така). Рв, И-3. Хзрэвмр юнененяв тенэергтузы Если в теплоабменном аппа- тевмвссвтеэв1 пэн хгвнетоне и зетввото- «е з газисняос н сг ссстнаав вя С! С!. рате перничный (горячий) и вторичный (холодный) теплоносителя протекают параллельно в одном направлении, то такая схема движения наэмвается и р я потоком (рис.
19-1,а). Если теолоиосители протекают параллельно, но в противоположных направлениях, то такая схема движения называется п ротивотоком (рнс. 19-1,6). Если жидкости протекают во взаимно перпендикулярных напранлениях, то схема движения называется поперечным током (рис. !9з). Помимо ~аких простых схем движения, на практике осуществляютсв и более сложные: одновременно прямоток и противоток (рнс. 19.!,г), многократно перекрестный ток (рис. 19-1,д] и др. Характер изменения температур теплоносителей вдоль поверхности 'будет определяться схемой двшкения н соотношением теплоемкостей .массовых расходов теплоносителей С! н Сз (водяных эквивалентов). В зависимости от этого получаются четыре пары кривых изменения температуры вдоль поверхности теплообмена (рнс.
19-2). Здесь по оси абсцисс отложена поверхность теплообмена ГЧ а по осн ордннет †температура теплоносителей. В соответствии с урана пением (19-6) на рис. 19-2 показано, что большее изменение температуры будет у теплоносителя с меньшей теплоемкостью массового расхода. ю-з. сэядняв злвность тныпюат!ю и ынтоды ви вычисления срэс гэ-з. мэиеиеиае раааа.
Изменение температур рабочих жидета тенвератур теплоносителей костей для простейШих Случаев можне югсэь асмах ест» теплееО. получим, аналитнческим путем. Рассмот- рим простейший теплообменный аппарат. работаюший по схеме прямотока (рис. 19-9). Для элемента поверхности теплообмена !ЛГ уравнение теплопередачи запишется как г(б)=й(1 — а)!ЛР= йй(Р. (в) При этом температура первнчного теплоносителя понизится на г(!ь а вторичного повысится на !Ва. Следовательно, ба= — С г(! =Стейт, (б) откуда !й — лй и щ,— лй, с, ' с, (в) Изменение температурного напора при этом Щ,— (ь)=б1,— ба= — (~ -+ — )ЗО= — ш,т, (г) ! ! где Подставив а уравнение (г) значение гй) иэ ураавегшя теплопередачи (а), найдем: г((1,— !д = — тй(1! — Ла)г)тч.
Обозначив (!! — В) Ж, последнее уравнение запишем как — = — шар. л(ш) ы М Принимая и и й постояинмми, проинтегрируем последнее уравне- ние от О до Р н от й! до йй Получим после ввтегрнрозаиия! (1п —, = — шйР Ы Ы* (19-13) (19-И) нли Из уравнения (!9-14) следует, что вдоль воверхности теплообмена температурный напор изменяется по экспоненциальному закону.
Следовательно, а аппаратах прямого тока перепад температур между тел. лоиосителями ваоль поверхности теплообмена непрерывно убмвает. Прн протнвотоке температуры обоих теплоносителей вдоль поверхности тенлообмена убивают (рис. !9-2,а и г) и уравнение теплового баланса принимает зид: б(2 = — СИ!~ = — Стб!ь (е) Иамеиение темнераттрного напора б(!г — (а) = — шб() с) Поэтому в аппаратах с протнвоточной схемой движения б! по ходу первичной среды уменьшаетсн лишь для случая Се<Се(т>0), но ири Сг>Са(т<ЛЬ, б! Увеличивается, Лля определенна средней разности температур теплоносителей иа участке поверхиоети Р воспольауемся соотношением л б(= ' Г б(бР, — РД эде Ш вЂ” местное значеине темпсратурного напора (!г — Са), относящееся к элементу поверхности теплообмена и выражаемое уравнением (19-14).
Подставив в уравнение (ж) значение 51 нз формулы (19-!4), получим: — зг г ьз аг' зз б(= — е бр= (е — 1). р ) — мар (19.15) Если усреднение ~емпературного напора проводится по всей поверхности теплообмека, то б(=г!)" и формула (!9-!5) принимает внд: Ы (19-(П Ы 447 Подставив в уравнение (19.15) значения »гйг и с "з из выражений (19-13) и (19-14), получим: — Ы' ГЫ Ъ Ы вЂ” Ы' 51= — ~ — „— 1 )-:„ ы (,аг !и —, Формулу (19-17) часто записывают в следующем виде: «г зга — зг лгь — зг ш, = зг„ ь — ' гзтк —" ш " и (19-18) рг Р,г зд теплоотдачи вдоль всей поверхности теплообмена. Прн равенстве теплоемксстей массовых расходов теплоносителей в случае протнво- ;эра !г "'э эг гд э,г эз гл йг эт зд йз гэ тока (ги=б) иэ формулы (!9-14] следует, что температурный напор вдоль поверхности теолообмена сохраняет постоянное значение, т. е. 81= =сова!.
В тех случаях, когда температура теплоносителей вдоль поверхно. сти теплообмена изменяется незначительно, среднюю разность температур можно вычислять как среднюю арифметическую нз крайних напоров: Рве. !В 4. К ааховхеааю ароавазаа ю =- 1(Я. Р). (! 9-19) Так как значения среднеарифметического температурного напора всегда больше среднелогарифмнческого напора, то температурную разность можно вычислять с достаточной точностью по формуле (1-19) при Ь!э/г)!н<2. При расчете средней температурной разности для сложных схем движения теплоносителей шктупают следуюшнм обрааомг 1. Определяют температурныв напор по формуле (19-!8)г ы — и г,з !ив з 2.
Вьяисляют вспомогательные величины Р и В по формулам г" — г' м (19-21) Иэ формул (19-20) и (19-21) следует, что всегда Р< !. Величина )2 может быть и больше, и меньше едннипы в зависимости от соотнаше- где й!а — большая равность температур; й!а — меньшая разность температур. Формула (19-!8) может быть использована как при прямопэке, так н при протнвотоке. Получюпшя средняя разность температур (!9-18) называется срехиелагарифмическнм температурным напором. Формула (19-!8) спрааедлвяа для простейших схем аппаратов при условии аосто«истаа массового расхода теппоносителей н коэффициента ния таплоемкостей массовых расходов теплоносителей Сз и Сь По значениям Р и Ю из всноыогательного графина берется поправка а,= =((Р, й).
Например„для теплообменника с перекрестным током и противото шой схемой вкшочения вид графика изображен на рис. !9-4 (Л. 2101. Температурный напор найдется как О)=А!ею ~зк (19-22! 1Р ° . Рлсчат нонечиьш шмпюшш РАБОчих шидиостий Во многих случаях оо заданным температурам теплоносителей на входе в теплообменный аппарат !2 и !'з н известным поверхности теплообмена Р и коэффициенту теплопередачн й приходится определять конечные температуры теплоносителей и тепловую производительность (). Такую задачу приходится решать прн поверочном расчете, когда теплообменннк )же имеется или, па крайней мере, спроектирован. В освове расчетов лежат те же уравнения теплового баланса и теплопередачи, т. е. Е=с,бй=с.б(з я=ййр, При этом известными являются следующие величины: поверхность теплообмеиа г, коэффициент теплопередачи й, теплоемкости массовых расходов теплоносителей С, и Са и начальные температуры б, и !з.
Искомыми величинами являются конечные температуры 1, и 2"з н количество переданного тепла Я. Рассмотрим случай, когда температура вдоль поверхности тенлооб. мена изменяется незначительно (й!з/б! (2) н распределение температуры по длине поверхности можно принять линейныы. Для этма случая средний температурный напор между теплоносигелями можно рассчитать по формуле (!9-19), т.
е. Из уравнения теплового баланса определяем !"» и !"з.' 1",=!',—— (б) Подставив полученные значения 2", н ("з в уравнение (а), получим: йй=(В, — Р.) — ~ — '. +-уу-) Я. (в) Подставва выражение (в) в уравнение теплонередачи и решив последнее относительно В, Вт, получим: (19-23) — + — +— ЗК 2С, 2С Вычислив по формуле (!9-23) значение () и подставив его в уравнение (б), найдем искомые температуры теплоносителей иа выходе на аппарата. Л. Прялоточная схела доиженля теплоносителей 1(ля вывода формул используем зкспоненпиальвый закон изменения температурного напора вдоль поверхности теплообмена (уравнение (19-14И: Ып=йт'Е Если это уравнение записать в видЕ ~ --;-*.— !=е ' * — 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
