Теоретические основы теплотехники. Ляшков В.И. - 117 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

FkZ
e
t
t
FkZ
t
t
−
=
∆
∆
−=
∆
∆
вх
вых
вх
вых
иln
.
Подставим теперь в (2.64) вместо выражений -ZkF и е
-ZkF
их значения по приведенным формулам:
вх
вых
вхвых
вх
вых
вх
вых
вх
ср
lnln
t
t
tt
t
t
t
t
t
t
∆
∆
∆−∆
=
−
∆
∆
∆
∆
∆
=∆ 1
.
Обычно эту формулу записывают в виде, удобном для расчетов, как прямотока, так и противотока:
м
б
мб
ср
ln
t
t
tt
t
∆
∆
∆−∆
=∆
,
где ∆t
б
и ∆t
м
– наибольший и наименьший температурный перепад на краях теплообменника. Величину ∆t
ср
называют
среднелогарифмическим температурным напором. При одинаковых условиях величина
∆t
ср
для противотока всегда
несколько больше, чем для прямотока, особенно когда изменения температур теплоносителей существенны. Поэтому всегда,
когда это возможно, стараются использовать противоточную схему.
Кроме противотока и прямотока на практике часто используются и другие схемы, в частности, перекрестный ток,
двойной перекрестный ток и т.д. Эти схемы называют смешанными токами. Величину
∆t
ср
для смешанных токов
рассчитывают, определив предварительно
∆t
ср
для противотока и умножив это значение на поправочный множитель ε,
найденный экспериментально для каждой схемы:
∆t
ср
= ∆t
ср.прот
ε.
Обычно величину поправочного множителя ε находят по специальным номограммам в зависимости от двух
безразмерных параметров
Р и R, определяемых температурами t
11
, t
12
, t
2l
, t
22
[23], [24].
Когда температуры
t теплоносителей изменяются не очень сильно и ∆t
б
/∆t
м
< 2, вместо среднелогарифмического
температурного напора можно использовать среднеарифметический
∆t
ср
= (∆t
б
+ ∆t
м
) / 2.
2.3.14 Тепловой расчет рекуперативных теплообменников
азличная теплообменная аппаратура получила очень широкое распространение, а в отдельных отраслях (в химической
промышленности, например) стоимость ее составляет до половины стоимости всего основного технологического
оборудования. Различают три вида теплообменников: рекуперативные, регенеративные и смесительные. Наибольшее
распространение получили теплообменники, в которых тепло передается теплопередачей, их и называют рекуперативными.
В регенеративных теплообменниках теплоносители попеременно пропускаются через массивное, теплоемкое тело, которое
сначала аккумулирует тепло горячего теплоносителя, а затем отдает его холодному. В смесительных теплообменных
аппаратах теплообмен происходит в результате смешивания теплоносителей.
Два типа задач возникает при расчетах теплообменной аппаратуры. При конструктивном расчете по заданным условиям
протекания процессов находят величину поверхности теплообмена
F, необходимую для передачи заданного теплового
потока
Q. При проверочном расчете определяют температуры теплоносителей на выходе из теплообменника, у которого
известны
Q, F и другие условия протекания процессов. Ниже рассмотрим методику конструктивного расчета, как наиболее
сложную.
При тепловом расчете мы всегда имеем разрешимую задачу, поскольку для каждой неизвестной можем записать
соответствующее уравнение. В совокупности они образуют замкнутую систему уравнений. Выпишем без комментариев эти
известные нам уравнения:
;
ln
; ; ;
м
б
мб
срср
t
t
tt
tktkq
q
Q
F
∆
∆
∆−∆
=∆
α
+
λ
δ
+
α
=∆==
21
11
1
)...,,,,(
c1
tKKKf
321
1
1
=α ; )...,,,,(
c2
tKKKf
321
1
2
′′′
=α
;
/
ж1
c1
1
α−= qtt ; /
ж2
c2
2
α+= qtt .
Здесь K
1
, K
2
, …,
21
KK
′′
, , … – некоторые числа подобия, величины которых рассчитываются по известным условиям
однозначности. Функции
f
1
и f
2
обычно сложные, нелинейные, как правило трансцендентные, поэтому систему уравнений
приходится решать численным методом, путем последовательных приближений.
Обычно расчет начинают с определения значений
t
c1
и t
c2
в первом приближении по следующим формулам:
22
ср
ж2
c2
ср
ж1
c1
;
t
tt
t
tt
∆
+=
∆
−= .
Далее рассчитывают в первом приближении значения
1
α
и
2
α , k и q и по приведенным выше формулам
/
ж1
c1
1
α−= qtt и /
ж2
c2
2
α+= qtt
Р

Страницы