3 (1176236), страница 3
Текст из файла (страница 3)
При псцользовании метода, основанного нв логарнфмцческом температурном ианоре, необходимы итерации. Обычна только после проведения проектных расчетов осуществляется компоновка теплообменпика. Однако при решении некоторых реальных задач дяя уменьшения числа итераций необходимо рассмотреть предполагаемую компоновку теплообмениика, не приступая к его тепловому расчету. Рассмотрим это на примере промышленного кондиционере. В ряде сх) чаев теплсобмеииики п)зоехтир)потея для пего как встроеилые в его конструкцию, поэтому фронтальные сечения этих теплсобменннков должны быть однпаковымп.
Чцсло рядов труб в таких теплообменниках обычно не превышает четырех, и число труб я каждом ряду одинаково. Следовательно. проектцый рясчбт теплообмеиииков сводится к определепшо числа рядов в теплсобменнике, так как поверхность теплообмеиа одного ряда известна по постановке задачи после того, квк проектировщик выбрал геометрические характеристики в теплообменнике.
Поэтому проектный расчбт фактически сводится к поверочному расчету тсплообменинка, ц число итераций при расчете теплообменинка фактически зависцт от того, насколько правильно было выбрано число рядов трубок в первом приближении. Искомыми неизвестными величинами расчета обычно явлаотся параметры по жидкому тракту, так как параметры по воздушному тракту обычно известны по постановке задачи, Прн проекпюм расчете такого теплообменника условия задачи можно сформуллроаать стандартно, т.е, как это было указано выше. н в результате расчета определить поверхность теплообмена.
Но в этом случае может оказаться, что фронтальное сечение теплообменника по воздуху может це соответствовать поперечному сечению кондиционера. а число рядов трубок в теплообменнике оказаться дробным числом, и число итераций прн расчбте может оказаться неоправданно большлм, Поэтому при решении подобных задач исходные данные для расчбта по воздушному тракту даются полностью, а данные по жидкому тракту с некоторымл огранпченнями. Данные по жидкому тракту необходимо найти в результате расчбта. Прн проектном расчете, когда определяют поверхность теплообмена в теплообменнике, погрешность расчета обычно составляет (!Π— 20)%.
Поэтому расчетное значение поверхности тсплосбмена необходимо увеличить на ! Π— 20%. Иногла удобнее запас брать ие за счет увеличения поверхностц теплообмена, а за счет увеличения температурного напора между теплоноснтелями на 10 — 20%. 1.б. Особенности расчета испарнтвлей и конденсаторов Если в одном или в обоих теплоноснтелях пролсходнт фазовый переход, то расчбт коэффициента теплоотдачи несколько усложнясгсл.
Это связано с тем. что коэффициенты теплоотдачп прп кипении и конденсации завцсят от температуры стенки г„. н теплового поток» % а они не заданы по постановке задачи. Конденсаторы н испарители широко применяются в промьпиленности и условия нх эксплуатации могут быть различными. В самом общем случае в них могуг протекать ие только процессы кипения н коиделсации, но и на отдельных участках теплообменинков могут иметь место процессы конвективного теплообмена паровой н жидкой фаэ, и это необходимо учитывать в расчетах. На рцс. !.9 показан график изменения температуры холодного теплоносителя по длине испарителя прн прямотоке.
Здесь на участке У-2 происходит подогрев холодного теплоносителя до температуры пасьпцения О; на участке 2-3 происходит кипение жидкости при б; на участке 3-4 — перегрев образовавшегося в испарнтеле пара относительно температуры насыщения б Каждый нз трех участков рж:считывается как самостоятельный теплообменник, т.е. для каждого участка определяется Д, К. Еи,. г" н т,д. Поверхность испарлтеал определяется как сумма поверхностей всех трех участков. рве Ьр.
Пане»квак аенверактр кев рм. 1Л»к Скача вне»кар к»евка вкварюкам аннаев»анка в вкаарвккае врв вр⻠— паквнн 2 — ереярамеа рккчнниквнва векеке к»енин О. Ч, О кеиакрет»ра нее»ее»ккакнен нк енвркинетн некнаи. на рккжчюканиеа ккенке ае е»арена киаввеа везете»н аа ен. акркнекзн нккткнкй Чкйркине Тепловой баланс для всего теялообменника имеет внд О = В + Ж+ Оз= )~»р'~Ма»р~+ йзгФ» а+ Кзг»Ь»кярз Сложность расчбта второго участка сосюнт в юм, что возникают трудное»т», связанные с реечном козффнписнта тсплоотдачн 1тспяовой поток не известен по постановке задачи).
Козффицпент теплоотдачи прн пузырьковом кипении обычно вычисляе»ся по змпирически полученным уравнениям типа овна =4»)", (1.12) где А и л — змкирнческне козффлциенты, различные для различных я»пакостей и поверхностей кипенна. Решслие данной задачи часто осу»иссталястсл графоаналитнческнм способом. Рассмотрим плоскую стелку нспарителя, орсбрбнпую с олной стороны 1рнс. 1.1»)). Со стороны горячего теплоносителя происходит подвод теплоты воздухом через оребрбнную разделительную Е стенку. Степень оребрсння у =-г-, где г — поверхность со стороны г о горячего теплоносителя, Р~ — поверхность, несунюя оребрение, »)о — зффектнвиость орсбренной поверхностл. На поверхности кипенпя имеется слой накипп 1 толп»иной б„и теплопроводностъю Хн, Для простоты рассуждений считаем, по стенка плоская н температуры Горачето ГГ й ХОЛОЛНОГО Гт теплоносителей йе меняются ПО длине ПО верхности теплообмей».
Следовательно, температурный перепад по дяййс аесй Поасрхйеетй ПОСТОяйсй й раной ЬГ н Г; -Г,. СЧйтасы установившимся процесс теплопередачи ((:) = сопат). Умиакая левую и правую часть уравнения ((.) 2) на (Й вЂ” б), получаем о= АГГ" (Г1 -Г,), Откуда следует Иеобхолймо отметить, что Г) — тто удельный тепловой поток, отнесенный к еайййие Г~адкОЙ поверхности тето~ообмеиа со Стороны ХОЛОДНОГО ТЕПЛОНОСНГЕИЯ Рм Тепловой поток.
Полведеиный от Горячето теплоносителя к ореб* рбнйой поверхности, находится иъ стайдартиОГО соотноюеиия Ома Г(ер (т -Гт). Так как в лаяьнейиих рассуждениях нспольауется удельный тепловой поток, отиесейиый к Гладкой поверхности, перепнпмм последнее уравнение в виде Г) = ПГЧСЧ (Гг Гз)- ().)4» Процесс теплообмеиа стационарный, поттому для слоя стенки и йвкипй имеем-' ф= (Гт-Гт); х (!.)5) СФ Из уравнений (). (3) — (!.16) находим: Г)' "Г'А=(Г, -Г„): ОЬ„И„= (Га — Г~); Об,„И,„= (Га- Га); ФПГЧСЧ'= Гг Гз. Складывая почланно ленью и правые части эпьх уршнаиий, получаем + + + гт гт ~у~ " т)бн ггб», (1.17) А Хн Х 6.Т~ф Уравнение (1 17) имеет всего одну неизвестную, а лманно удельный тепловой поток (г.
Его можно решить магодом постепенного приближе- нпя али графовиелитнчаскнм способом. Рассмотрим этот метод. В левую часть данного уравнения входят все величины, которые известны или могут быть опредгтгалы по постановка задачи (кроме е). Температурный напор бг тоже обычно известен по постановке задачи. Однако следует иметь ввиду, что если температура холодного теллоноснтеля изменяется по длина поверхности теплообмена, то вместо тзг наобходимо использо- вать деврифмичсский темперэтуриый напор бге (рнс. 1 11), Дополнительным фактором, усложиягоншм задачу расчета испарн- теяя, является необходимсеп обеспечения эффективности его работы в режиме развитого пузырьковгйо кипенна, с~щаствованне которого ограничено.
с одной стороны, минимальным температурным напором, необходимым для начала змгипаиия жидкости огн.т = 456Р ' (для -о,зз воды), в с другой стороны, — критическим тепловым потоком 4=().14г~Ь(ой(р -р ))и ~. где г — теплота парообразоваиия, Дж; р„— плогиость пара; о поверхностное напряжение; р. — плотность жидкости. 1 Ет М $"н», Здз. Зеен»нее»ть теин»антуан»те венере не »те»к» н»незнттете»т теюемг» Ряе, !.! 2, Измгпеае тзивевмта тгвиеегятеиа в кевмяапаре яяя и!ичвмтекг С )чатем зтих особенностей число корректнру!оптах парвметроа возрастает, а следовательно, возрастаег и число атервцнониых пиклов при расчете нспарптелей.
На рнс !.12 пок!иапо изменение температур теплоносителей в конденсаторе. Холодным теплоносителем является, например, жидкий те. плопосптель, в котором о!сутствует фазовый переход. В жн!денсаторе, как п в пспарителе. могут быль трн участка: участок 1 — У вЂ” зона охлаждения перегретого пара до температуры насыпгення; участок 2-3— зона кондснсяпии насып!синего пара; участок 3-4 — зона переохлаждения конт~велта, Как н в испщ!птеяс, в конденсаторе каждая нз трех указанных зон рассчитывается как самос!нательный тсплообмсниик, и поверхность конденсатора определяется как сумма поверхностей всех трех зои.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
