Главная страница Случайная лекция Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика Мы поможем в написании ваших работ! |
Основные положения теплового расчета
Рассмотрим изменение температуры первичного (горячего) и вторичного (холодного) теплоносителей в теплообменном аппарате рекуперативного типа (рис. 5.4). За начало координат принято сечение, через которое втекает теплоотдающая жидкость. По оси абсцисс отложена длина трубы или поверхность теплопередачи F, а по оси ординат – температуры жидкостей; индексами 1 и 2 отмечаются температуры и другие параметры соответственно горячего и холодного теплоносителя. Параметры теплоносителей на входе и выходе из теплообменного аппарата отмечаются одним и двумя штрихами. Рис. 5.4. Изменение температуры теплоносителей в рекуперативном ТА: а – при прямоточном движении теплоносителей без фазовых превращений; б – при противоточном движении теплоносителей без фазовых превращений
При прямотоке (рис. 5.4,а) на входе в теплообменный аппарат разность температур между жидкостями имеет наибольшее значение. При движении жидкостей в теплообменном аппарате разность температур между ними быстро уменьшается, так как жидкости движутся в одном направлении. Температура теплоотдающей жидкости понижается, а температура тепловоспринимающей жидкости увеличивается. При прямотоке температура тепловоспринимающей жидкости не может подняться выше температуры теплоотдающей жидкости на выходе из теплообменного аппарата. При противотоке (рис. 5.4, б) температура охлаждаемой жидкости в теплообменном аппарате понижается более интенсивно, так как горячая жидкость встречает все более и более холодную охлаждающую жидкость, поэтому при противотоке можно нагреть охлаждающую (тепловоспринимающую) жидкость выше температуры выходящей охлаждаемой (теплоотдающей) жидкости, т.е. в этом случае возможно . Разность температур между обеими теплообменивающимися жидкостями не изменяется очень резко, как это наблюдается при прямотоке. Среднее значение температурного напора
(5.1)
при противотоке получается больше, чем при прямотоке (величины Dtвх и Dtвых в случае прямотока и противотока обозначены на рис. 5.4). Поэтому при одной и тоже площади рабочей поверхности F величина теплового потока от горячего теплоносителя к холодному больше при противотоке, чем при прямотоке:
, (5.2)
здесь k – коэффициент теплопередачи. При опытном исследовании теплообменника величина Q может быть определена по изменению энтальпии теплоносителей:
. (5.3)
Здесь G1 и G2 – массовые расходы теплоносителей, Сp1 и Сp2 – их теплоемкости. Реально Q1 больше Q2 из-за потерь тепла через внешний кожух теплообменника. Отношение количества теплоты, воспринятой холодным теплоносителем, к количеству теплоту, отданной горячим теплоносителем, называется коэффициентом тепловых потерь. Тепловой расчет теплообменника может быть выполнен с использованием понятия тепловой эффективности, представляющей собой отношение теплового потока Q рассматриваемого теплообменника к тепловому потоку Qид, который может передать греющий теплоноситель в идеальных условиях, т.е. в случае бесконечно большого коэффициента теплопередачи или в случае передачи теплоты в теплообменнике с бесконечно большой площадью поверхности теплопередачи
. (5.4)
Здесь , – полные теплоемкости массовых расходов теплоносителей; G1 и G2 – массовые расходы теплоносителей; Cp1 и Cp2 – удельные изобарные теплоемкости теплоносителей; Wmin – минимальное значение из W1 и W2. Для однократного перекрестного тока, когда оба теплоносителя абсолютно не перемешаны
, (5.5)
где A = Wmin/Wmax, R = Wmax/Wmin – функции полных теплоемкостей массовых расходов; S = KF/Wmin – число единиц переноса теплоты в теплообменнике, с – коэффициент теплопередачи, F – площадь теплопередающей поверхности. Для двукратного перекрестного тока с противоточным включением ходов . (5.6) Вычислив тепловую эффективность h2, с помощью выражения (5.7) можно определить: тепловой поток, передаваемый в теплообменнике
; (5.7)
выходные температуры теплоносителей
, (5.8) . (5.9)
Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 254; Нарушение авторских прав Мы поможем в написании ваших работ! |