Диссертация (1025582), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Т.к.электродвигатель выделяет только явное тепло, нагрев воздуха происходит припостоянном влагосодержании. Таким образом, температура воздуха послевентилятора может быть определена следующим образом:Nвентt t 1 0 V  С(d )вент 0 pВВ 0Поскольку нагрев воздуха происходит при постоянном влагосодержании,можно записать:d d1 0Удельнаяэнтальпияопределяетсяпоизвестнойтемпературеивлагосодержанию воздуха по зависимости (5) , кДж/кгi  i (t , d )1 вв 1 1Относительная влажность определяется по известной температуре ивлагосодержанию воздуха по зависимостям (1), (3), (7), % 14)P (d , P ), P (t )вв п 1 1 н 1определение параметров воздуха на выходе основного потока изкосвенно-испарительного теплообменника (т.

2)Параметры воздуха в т. 2 определяются по известным параметрам на входе43в теплообменник и заданном температурном КПД КИТО εt. В связи с тем, что всистемах, работающих по принципу РКИО невозможно охлаждение воздуханиже точки росы, влагосодержание воздуха основного потока на выходе изпрямых каналов КИТО равно влагосодержанию на входе d 2  d 1 .Задаётся температура воздуха t2 основного потока на выходе из КИТО. Позависимости (5) определяется удельная энтальпия по известной температуре ивлагосодержанию воздуха, кДж/кгi  i (t , d )2 вв 2 25)определение параметров воздуха на входе вспомогательного потокав косвенно-испарительный теплообменник (т.

2у)На входе в КИТО вспомогательный поток адиабатически увлажняется доотносительной влажности 90%. Учитывая, что энтальпия, вносимая с потокомводы, пренебрежимо мала, изменения энтальпии вспомогательного потока непроисходит, т.е. i 2 у  i 2 Остальные параметры воздуха находятся решениемсистемы уравненийi2 у  iвв (t 2 у , d 2 у )d 2 у  d ( Pн (t 2 у ), P2 , 2 у )6)определение расхода воздуха вспомогательного (продувочного)потокаМинимальный расход воздуха вспомогательного (продувочного) потокаопределяется из условия отсутствия температурной «засечки» в КИТО идостижения минимальной недорекуперации температур на холодном концетеплообменника.«Засечка» в КИТО будет отсутствовать при условии равенства водяныхэквивалентов основного и вспомогательного потоков на холодном концетеплообменника. Это нетрудно показать в Q-T диаграмме (Рис.

2.4).44Рис. 2.4 Схема процессов нагрева и охлаждения воздуха в КИТО в Q-TдиаграммеВодяной эквивалент в Q-T диаграмме представляет угол наклона процесса(если он изображается прямой линией) либо касательной к процессу (еслипроцесс изображается кривой линией). Процесс охлаждения воздуха основногопотока происходит при постоянном влагосодержании, без испарения иликонденсации влаги, следовательно, ему в Q-T диаграмме будет соответствоватьпрямая линия. Процесс нагрева воздуха вспомогательного потока происходитпри непрерывном испарении в поток паров воды, т.е. с фазовым переходом водыиз жидкого состояния в газообразное, в связи с этим использованиетрадиционных зависимостей для вычисления теплоёмкости процесса нагрева непредставляется возможным.

Вследствие этого, условная теплоёмкость нагреваiвоздуха вспомогательного потока С P будет увеличиваться по длинеtтеплообменника. В этом можно убедиться, проанализировав характер кривыхпостоянной относительной влажности ϕ=const на I-d диаграмме. По мере роставлагосодержания,уголнаклонакривыхуменьшается(криваяϕ=constстановится все более пологой).

Т.е. при приращении температуры на 1˚Сприращение энтальпии будет тем больше, чем выше влагосодержание воздуха.45В связи с этим, процессу нагрева воздуха вспомогательного потока в Q-Tдиаграммебудетсоответствоватькриваялиния.Равенствоводяныхэквивалентов потоков означает, что касательная к кривой, изображающей в Q-Tдиаграмме нагрев воздуха вспомогательного потока, и прямая, изображающаяохлаждение полного потока, будут параллельны. С ростом условнойтеплоёмкости процесса нагрева воздуха вспомогательного потока будетувеличиваться и угол наклона касательной к линии, изображающей на диаграммепроцесс. В связи с этим линии процессов будут расходиться, что гарантируетотсутствие их пересечения или соприкосновения.

Это означает, что втеплообменнике нет участков, где температура основного (тёплого) потока нижечем температура вспомогательного (холодного) потока. Следовательно,температурная «засечка» отсутствует.Водяной эквивалент прямого потока выражается следующей формулой:  с , ВтW   GGпр  притвсп  р1 0С(8)Водяной эквивалент обратного потока выражается следующей формулой:ВтWGс , 0обрвсп P Сгде с P (9)i (t 2 у  t )  i (t 2 у ) кДж,- условная теплоемкость процесса нагреваtкг  Своздуха вспомогательного потока на холодном конце КИТО,где Δt – приращение температуры, используемое для расчета теплоемкости.Былопроанализировановлияниеточностизадаванияприращениятемпературы на погрешность в определении условной теплоемкости, результатыприведены в Таблице 1.Таблица 1Приращение температуры, Δt,˚СПогрешность в определениитеплоемкости СP , %10,50,10,051,96…2,030,96…1,010,16…0,180,07…0,0846Таким образом, условие равенства водяных эквивалентов можно записать,приравняв правые части выражений (8) и (9):G прит  G всп   с р1  Gвсп  с P(10)Отсюда расход воздуха вспомогательного потока равен:скгр1GG,вспприт с  ссPр1(11)Вычисленное значение расхода воздуха вспомогательного потокаподставляется в п.3.7)определение параметров воздуха вспомогательного (продувочного)потока на выходе из КИТО (т.

3)Движение воздуха обратного потока при движении по каналам КИТОпроисходит при постоянном подводе теплоты и влаги. Задача оптимизациитеплообменного аппарата при конструкторском расчёте заключается в том,чтобы оба этих процесса проходили с одинаковой интенсивностью. Расчётпараметров воздуха вспомогательного потока на выходе из КИТО происходитпри допущении, что воздух нагревается при постоянной относительнойвлажности, т.е. 32уЧтобы определить энтальпию воздуха вспомогательного потока на выходеиз КИТО необходимо знать тепловую нагрузку теплообменника.

Тепловаянагрузка теплообменника рассчитывается по прямому потоку по известномумассовому расходу воздуха основного потока и перепаду энтальпий:QКИТОGполн (i  i )1 2(12)Энтальпия воздуха обратного потока на выходе из КИТО, кДж/кг:i i 3 2уQКИТОGвсп(13)Остальные параметры воздуха находятся решением системы уравнений47i3  iвв (t3 , d3 )d3  d ( Pн (t3 ), P3 ,3 )8)определение температурного КПД КИТОТемпературный КПД КИТО определяется по известному соотношению:W  t tпр 1 2 ,tW t tmin  1 2 у гдеWmin–минимальныйизводяных(14)эквивалентовпрямогоивспомогательного потоков.Рассчитанное значение температурного КПД КИТО сравнивается сзаданным в начале расчета, в случае, если отклонение между рассчитаннымзначением и задаваемым не укладывается в допустимую погрешность,производятся повторные вычисления по п.п.

4-8.9)расчёт результирующих величинСуммарная потребляемая мощность УКВ, кВт:NПолнаяcккNвентхолодопроизводительность[подполнойхолодопроизводительностью УКВ понимается весь холод, вырабатываемый вУКВ] УКВ, кВт:Q полн  G (i  i )хпрям 0 2ПолезнаяхолодопроизводительностьхолодопроизводительностьюУКВпонимается(15)[подполезнойхолодопроизводительность,рассчитанная по продуктовому потоку] УКВ, кВт:Q полез  G  (i  i )хпр 0 2(16)Эффективность системы по точке росы:t t  0р2t t0 тр(17)48Расход подпиточной воды, кг/с:(18)WG (d  d )подпвсп 3 2Для автоматизации расчётов и удобства последующей обработки данныхбыла разработана программа в среде Microsoft Excel, описанный выше алгоритмрасчётаиспользуетсявовложенномцикле,написанномнаязыкепрограммирования Visual Basic for Applications.2.3.

Обсуждение результатов исследованияОсновными параметрами, влияющими на работу УКВ, реализующейпринцип РКИО, являются:параметры воздуха окружающей среды,эффективность КИТО,расход воздуха вспомогательного потока.Было проанализировано влияние этих факторов.В первой серии расчетов исследовалось влияние эффективности КИТО наработу УКВ в различных климатических зонах. В качестве расчетных условийвыбраны климатические параметры сухого, умеренного и влажного климатов(параметры «Б» по СНиП 23-01-99* г.

Волгограда, Москвы, и Сочисоответственно), характерные для территории РФ. Кроме того, рассматривалсярежим пиковой нагрузки на СКВ в условиях умеренного климата при параметрахнаружного воздуха, наблюдаемых в г. Москве летом 2010 г. (параметры воздуха,близкие к параметрам «Б»г. Ашхабада по СНиП 23-01-99*). Для оценкиэффективности работы КИТО принят температурный КПД, вычисляемый поформуле (14). При проведении расчетов температурный КПД КИТОварьировался в диапазоне 0,5…0,85 с шагом 0,05. При расчетах относительнаявлажность воздуха вспомогательного потока на входе в «мокрые» каналы КИТОпринималась равной 90%.49В качестве исходных данных при расчётах принимались следующиевеличины: объемныйрасходвоздухапродуктовогопотока(направляемогопотребителю) Vпр  300 м3/ч; располагаемый напор установки: Pрасп  0,3 кПа;пр потери давления в КИТО по прямому потоку: PКИТО 0,2 кПа;всп потери давления в КИТО по обратному потоку: PКИТО 0,15 кПа; суммарный КПД приточного вентилятора (складывается из КПДвентилятора, КПД передачи, КПД электродвигателя):  вент  0,7 Дляоценкииспользоватьэффективностикритерии,работытрадиционноводоиспарительныхприменяемыевсистемустановкахкондиционирования с машинными источниками холода (ПКХМ, воздушныехолодильные машины и т.д.) представляется затруднительным.

Характеристики

Список файлов диссертации