ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
значения t
c1
и t
c2
во втором приближении. Если предыдущие и
последующие приближения температур t
c1
и t
c2
совпадают с за-
данной точностью, то рассчитывают F, если же такого совпаде-
ния нет, то расчеты повторяют до тех пор, пока не достигнут
требуемого совпадения. Практика показала, что такой процесс
итераций достаточно быстро сходится. Изложенный здесь алго-
ритм наглядно представлен схемой, показанной на рис. 2.73.
В отдельных случаях (при ламинарном течении в трубах,
при конденсации на вертикальных поверхностях, при свободной
конвекции на вертикальных поверхностях и др.) в критериаль-
ные уравнения, а следовательно и в функции f
1
и f
2
, входит дли-
на L (или высота Н) всей поверхности теплообмена, определить
которую можно лишь зная F. Тогда при расчете сначала зада-
ются и величиной L в первом приближении, а затем уточняют
ее, организуя второй, внешний круг итераций (на рис. 2.73
он показан штрих-пунктиром).
При повышенных требованиях к точности, особенно когда
температуры теплоносителей изменяются значительно и это
приводит к заметному изменению истинных значений коэффи-
циентов теплоотдачи k, проводят поинтервальный расчет, раз-
деляя условно всю поверхность теплообмена F на несколько
частей и рассчитывая каждую такую часть отдельно.
Для интенсификации теплоотдачи в теплообменниках вы-
годно увеличивать скорости w движения теплоносителей. Одна-
ко при этом значительно увеличивается гидравлическое сопро-
тивление и затраты энергии на прокачивание теплоносителей.
Поэтому естественно возникает задача созда-
ния наиболее эффективного, оптимального аппарата. Для оценки эффективности теп-
лообменников и сопоставления их между собой используют критерий энергетической
эффективности
R
эн
= Q / N ,
где Q – передаваемый тепловой поток; N – мощность, затрачиваемая на прокачивание
теплоносителей. Более универсальным является, конечно же, критерий экономиче-
ской эффективности, в качестве которого обычно выступают приведенные затраты
R
эк
= К/Т + Э .
Здесь К – капитальные затраты в рублях, включающие стоимость теплообменника и работ по его мон-
тажу, наладке и пуску в эксплуатацию; Т – нормируемый период окупаемости в годах; Э – эксплуатаци-
онные расходы в р./год, включающие оплату энергии, необходимой для прокачивания теплоносителей,
расходы на обслуживание и текущий ремонт и т.п.
На рис. 2.74 показано, как изменяются слагаемые R
эк
при увеличении скорости w одного из тепло-
носителей. При увеличении w увеличивается коэффициент теплопередачи k, растет q и уменьшается ве-
личина F, а следовательно, уменьшаются и капитальные затраты К. Для теплообменников одного типа
величина Т обычно принимается одинаковой. Значит, первое слагаемое с увеличением w уменьшается.
Эксплуатационные же расходы с ростом w увеличиваются. В результате величина R
ЭК
с ростом w изменя-
ется неоднозначно при некоторой скорости, ее называют оптимальной, будет иметь минимум. В общем
случае можно говорить об оптимальных скоростях обоих теплоносителей, а так же об оптимальных
значениях и других характеристик аппарата, включая и конструктивные особенности. При расчетах оп-
тимального теплообменника приходится выполнять большое число однотипных тепловых и экономиче-
ских расчетов для сравниваемых вариантов, что немыслимо без применения для этих целей современ-
ных ЭВМ. Расчеты на ЭВМ позволяют в этом случае повысить качество проектирования, ускорить его,
реализовать уточненные расчетные методики. Недаром еще в 1958 г. в США более половины проекти-
руемых теплообменников уже рассчитывались на ЭВМ!
L не задавали
Не совпадают
Не совпадают
Совпадают
Совпадают
Расчет F, L
Н
ачало
Задание L в первом
приближении
Расчет чисел подобия
K
1
, K
2
, …, K′
1
, K′
2
, … .
Расчет
1
α
и
2
α
Расчет
k
и q
Расчет t
c1
и t
c2
в
последующем
приближении
Сопоставление
предыдущих и последующих
приближений
t
c1
и t
c2
Сопостав-
л
ение L
К
онец
Рис. 2.73 Схема алгоритма те-
плового расчета тепл
о
обме
н
-
R
эк
R
эк
w
w
оп
Э
K
/
T
Рис 2.74 Определ
е
-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 136
- 137
- 138
- 139
- 140
- …
- следующая ›
- последняя »
