Боришанский Справочник по теплопередаче (555275), страница 37
Текст из файла (страница 37)
При групповом соединении любых одинаковых теплообменников, в которых температура каждой среды непрерывно изменяется от начального значения до конечного, общее решение дано в ]Л. 16-!3]. Оно очень сложно и поэтому приводятся решения для отдельных схем. При противоточном аключении по обеим средам (рис.
16.12,а) решение получается с помощью формулы (1б-!0) нли 06-10а). При параллельном включении по одной из сред (рис. 16-12,б) п теплообменников, по заданным конечным температурам и соответствую цим значениям Р и )с ]ем. формулы (!6-8) н (!6-9)], также подсчитываются определяю,цие параметры для одного теплообманника: ! и Р, = д(1 — (! — М) "].
Коэффициент й для всей группы связан с коэффициентом ф, для одного теплообменника зависимостью: 1 — Р 12 1 — Р)7 и )т — 1 ]' И вЂ” и и]' в ~ й(1 Р)7)!)и )с] При )с=1 При параллельно-последовательном включении четырех теплообменников по одной из сред (рис. 16-!2,е) )7, = 2)(, 266 Основы теплового расчета аппаратов ~ Гл. !б х'ю х» 4 х хЙ хий„ ох й й ! х: чг Ю ха йх В, ы а х! х " '" ,С» х»1 х» х х, Й х х 3 хх ! х 'х й. хт х х Ъ ю Й х чх х ст х х сх К хх »» хх» ° х Ю хх х й! Ню Ю х х х й х в х Ю ,ъ х »х х сх » х хт х С ~ х М ч»» с Ф х:; Хт в д у 16-4] Вычисление средней разности темнератрр 2б7 „н Р з 6 и о о и -ъ В о и Ь о о о о о о оз о о 8 о оо $ о 'о о че 3 ос е о.
ч.'т 268 Основы теплового расчета аппаратов [ Гп. !6 Рнс. 16.Ю. Схемы горизонтальных теплообчевннков ороснтельного типа; л— теплообмевввк с тэ.обрезными тРубами; б — теплообмевннк со спиральным вктюченвем труб ««у «««я «» «««««у ««««р Рнс.
1В11. Коэффициент ф для горизонтальных теплообмекников оросвтельного типа со спкральным включеннем труб Рнс. 1взу. схемы включеннх многокорпусаых теплообменннкон а~о Основы твялвввво рввчвгн аляарйтвв [['л. ]б Здесь индексы ! я и относятся к разным концам теплообмеиника. При расхождении конечных значений коэффициентов теплопередачи до 25/я погрешность расчета по средней его величине не превышает 4 — бя~~. Для теплообмеников!-2с параллельно-смешанным током при равномерном изменения коэффициентов теплопередачи в обоих ходах среднее удельное тепловоспрнятие поверхности нагрева приближенно определяется по аналогичной формуле: !) й,вт, — й,ду, Г г й,дг 1п— дед!, . (16-14а) Способ учета неравенства коэффициентов теплопередачи в разных ходах теплообмеиников с параллельно-смешанным током описан выше.
Неравенство коэффициентов теплопередачн в прямо- и противо- точном участках теплообменников с последовательно-смешанным током приближенно учитывается расчетом величины А (!б-13) по фор'муле: ярям ярам А= ср (!б-13а) где й, — средневзвешенное по поверхности нагрева зиачеияе коэффициента теплопередачи для всего теплообменника. 16-5. Ход расчета теплопередачи Обычно при расчете теплопередачи известны начальные параметры теплоносителей и поверхность нагрева и ие известны конечные температуры теплоносителей (поверочный расчет), либо известны начальные и конечные температуры теплоносителей и ие известна поверхность нагрева (конструктйвный расчет), и т п.
Конструктивный расчет более прост, так как известны температурные услония процесса и необходимо только увязать принимаемые геометрические характеристики, а в отдельных случаях — тепловую нагрузку, с расчетной величиной поверхности нагрева. !1ри поверочном расчете приходится подбирать температурные условия процесса, которые заметно влияют на теплопередачу й требуют поэтому сравнительно в 1сокой точности оценки. Применяются две методики поверочного расчета. Первая из них сводится к подбору неизвестных температур методом последовательных приближений; при этом последовательность и методика такие же, как при конструктивном расчете. Вторая методика сводится к непосредственному опраделениа иском ~х температур баз подбора; при этом вводятся дополнительные параметры, не применяемые при конструктивном расчете.
'удельное тепловосприятие поверхностя нагрева определяется по формуле: О йзй1, — я,в!я — [ккал/ж' чав]. (1б.14) й,дтя 271 Ход расчета реплопередача Ниже приводится пример конструктивного расчета; по аналогичной методике производится поверочный расчет прн применении последовательных приближений. Метод поверочного расчета с определением конечных температур изложен в 9 16-6.
Для наиболее ответственных агрегатов (паровые котлы, камеры горения, конденсаторы, варочные аппараты и т. п.) ход теплового расчета обычно стандартизируется н излагается в соответствующей литературе. Пример. ' Выполнить тепловой расчет подогревателя для раствора НзОН (30/с весовая концентрация).
Подогрев осуществляется от гм =30 С до 1„=90'С, при расходе Ос= 35 т/час. Греющая среда— сухой насыщенный водяной пар р=!,2 ата; конденсат отводится не переохлажденный. Подогреватель — вертикальный, трубчатый, многоходовой; диаметр стальн ~х трубок ЗЗх!,5 мм, длина 1,5 м. Скорость течения раствора в трубах м=!,5 м/сск.
Коэффициент использования поверхности нагрева (по опытным данным) 5 = 0,8. а Температурные условия процесса. емпература насыщения пара г" =!04' С. Соответственно 1„.= 1„=!Я= 104*С; бг, = 104 — 30 = 74'С; йгз = 104 — 90 — — 14' С. Средняя логарифмическая разность температур по формуле (16-6) 74 — 14 Б= =Зб'С. 2,3 12— 14 Средняя температура раствора г = 1" — дг = 104 — 36 = 68' С. При этой температуре для данного раствора НаОН » = 4 02 ! О- ' м'/сск; Рг = 31,2; Л = О 53 ккал/м град час; с = 0,88 ккал/кг град.
б) Тепловая нагрузка и расход грею,цего пара. Принимая потери аппарата в окружающую сроду у — ! = 0,03, определяем общий расход тепла: О=Усбз(1, — гм) = 1,03 0,88 35 000(90 — 30)=1,9 10' клал/час. Расход пара равен (при 51 = 540 ккал/кг) (3 1,9 1О' О"= 51 = 540 3500 кг/гас, в) Определение коэффициента теплопзрздэчи. Первое приближение: праман 4 = 53031 акал/м'час. При 1=100' С для конденсата (водя): 7= 953 кг/м', » = 0,235 э( )(10-з м'/сек.
Теплота испарения г 539 ккал/кг. Число Рейнольдса пленки по формуле (11-4): 45 50000 1,5 лл 3 600 г Т ° » 3600 539 958 0,295 ° !О"с ' Успевая яряясра в ясслслозатсльвссгь расчета взяты яз (Л. !е 31. л7л Г)сносы теплового расчета аппаратов (Гл. 16 Расчет а, ведем по формуле (11-8), Прн Г 100 С по таблице 8=28200, Рг=!,75.
0,16 Рг !' Ке )!е — 100 + 63 Рг 5 0,16 1,2! 137 28200 И7 !00 ! 63 ! 2! 6640 кка.г/м'град час. Термическое сопротивление со стороны пара 1 Я„' = — = 151 10-«м'град час/клал. "1 Термическое сопротивление стенки трубы йсы 1,5 10"' )7« = — = — =36 10-' м'град час/акал. 42 Число Рейнольдса раствора равно: )!е = «н,, 12500 шП«н 1,5 0,030 э 4,02 10-' Ввиду близости температур раствора и стенки, поправкой на иеизотермичность можно пренебречь. Поэтому э, определяется по фор. муле (7-18) а = 0,023 — Рг ' ке ' = ол о.з й ' !! «и 0,53 о 4 о.з 0023 — ', 31,2о4!2500 =3!00ккал/м'град час; 0,03 1 )7' = — = 322.10-' м'град час/ккал. ««а« Коэффициент теплопередачи прн чистой поверхности, отнесенный к позерхносгя нагрева, рассчитанной по среднему диаметру трубы, равен по формуле (3.!6): 1 10« и,— — — 1970 ккал/м'град час.
1 Осн«1 151+ 36+ 322 — + +— в, Л «, С учетом коэффициента использования поверхности нагрева и = 8И« = 0,8 1970 = !570 = клал/м'град.час. Проверяем выбранное значение д а = МИ =1570 36 = 56500 ккал/м'час, что больше принятой в начале расчета величины д = 50 000 ккал/м' час.
Е !6-6) Поверочный расчет аппарата Второе приближение: примем 2)=56000ккал)мйчас и повторим весь ход расчета. Получаем: й = 1560 акал/мй час град; с = ! 560 36 = 56 200 ккад)мй час, что хорошо согласуется с принятым значением. Принимая значение А = 1560 ккал/мй час град, определке а по- верхность нагрева аппарата: 19 !02 Р = = = 56 200 = 33,8 .и, ййг (16-!6) (16-17) 18 †14 16-6. Поверочный расчет аппарата с определением конечных температур назначением поверочного расчета аппарата являетси определение его теплопроизводительности 2) и конечных температур теплоноси- телей прн заданной поверхности нагрзва р, заданных расходах и на!альп йх температурах теплоносителей н известном коэффициенте теплопередачн й. Если величина й не известна, то расчет ведут методом последовательных приближений, для чего в первом варианте расчета принимается некоторое, вероятное для данного аппарата, значение коэффициента теплопередачи илн, чаще, оцениваются ко- нечные температуры теплоносителей н по ннч рассчитывается зна- чение коэффициента теплопередачи.
для определения последнего необходимая точность предварительной оценки температур ниже той, к которой приходится стремиться при методе последовательных приближений. Для расчета искомых величин служат формулы; а) дли прямоточных аппаратов !11 гйй = (111 гм) Р»' (гы г,) р, с,а, (!6-15) с,а, ()= а р — ° )рд б) для противоточных аппаратов 111 — гы = (гм — гм) Рй! с,а, Сй 2 йг = с,а, (1„— Ум) р.;, величины р, и р, принимаются по табл.
16-1 н 16-2; в) для аппаратов с перекрестным или параллельно-смешанным током (прибанженно) ()= ! ФР 2с,а, 2сйа, — + — + а 12 ° 2 с а с) 11 †' 21 йй с,а, ' Основа теплового расчета аппаратов (Гл. 16 274 Таблица !6-1 Значения функции р, в формулах (16-16) (прн прямотоке) ЭР с,п, с,п, с,а, о,ю о.зз о,озз Таблица 1б-2 Зничення функции р, в формудих (16-16) (при противотоке) ЭР с,б, с,а, с,а, о,озз О. 1О о.зз ОЛ 16-7. Расчет вращающегося регенератора (Л. 16-61 Вращэ7ащяеся аоздухаподогревателя эыполняются нз металла нлн керамики. Поверхность нагрева — матрица — набирается нз профильных листов, проволок, шаров н т.
п. Максимальная теплопронзвадительность регенератора равна: ггас (16-18) — +— аэ" г о О.О1 О,аб О.га о ем 0,50 1:О 2'Я б,а 1О,О И7.0 50,0 1ОО.О эс о О,О1 О,аз О', 1О о.'га О,'ба 1,О г,'о 6,'О 1О,О га.'О ба.а юо,о сс о,озз О.ом о,азз а,озз о',озз о,озз О,'Озэ 0,033 0,032 О,'028 о,бм О,'О16 О'ап о,'оао о,озз о,'озз о'озз о'.озз О.аээ О,азэ о,'озз о,'озз а,о 2 О',Ога ОЯ24 О 016 О,О10 о,аоо о.ю О.1О о,'ю о,'ю О,1О О,1О ОЯ9 о.оэ О.аэ о,об О',О4 0,02 О,О1 о,оо О.га а,ю О,1О о,1а О', 1О о,'ю О', 1О О,си О,аз О,об о ам О,аг О'О1 о,ао олэ ода 0.28 0.28 0.27 0.26 О',25 0,21 О 14 о.оэ О.аб О.аг О,О1 о.'оо ода о.гэ о.га О.гэ ада 0.2с 0.25 0,23 0,16 0.10 0.05 0.02 О.О1 о,со О.
39 0,39 о. зэ о,за О,ЗО О'.35 0.32 0.26 0.16 О.аэ ОЯ5 а.ог О,О1 о',оо О,ээ о,зэ 0,39 о,за а,зэ овм О',З4 Олэ 0,18 оло О.аз О,аг оя о,оо о,бз 0,63 0.62 0,61 О.'8 ОЛО О,'43 Олг о.та ОЯО О,аб 0,02 О,О1 о.оо о,бз олз 0,62 0.61 о,бо 0,57 О'Л1 о.м О,га о',ю о.об а.ог О'.О1 о,со О,зб О,Ж 0.84 О,61 опи олз 0.49 а,зз О,17 ояв О,аз О,аг О,О1 о',оо 0,86 о',м о.'м 0,85 о,аз о ли О.бэ олб О.га оло О,аб О. 02 О,О1 о,оо о,м о,м О,'91 о,зэ о,'а1 О,бб оло о,'зз о 17 0,09 О',Оз О,аг О'.О1 о',оо О,эб 0.96 ОЯ4 0,94 0,93 0,89 о.тт 0,49 О.га о,ю о.'м 0,02 о'01 о,оо 1,00 о,м а,м 0.91 0,83 0.67 ало о,зз о,п Олэ 0.05 О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
