Расчёт подогревателя сетевой воды
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Вµратурой обоих теплоносителей.
В зависимости от взаимного направления потоков теплоносителей в последней, наиболее распространенной группе ТА, различают прямоток, противоток, перекрестный ток, смешанный ток, а также сложные схемы тока.
Схемы однократного и многократного перекрестного тока можно выделить в три группы в зависимости от наличия градиента температуры теплоносителя в сечениях ТА, нормальных к направлению движения теплоносителя. Если, например, жидкость протекает внутри труб, а газообразный теплоноситель движется перпендикулярно к трубному пучку и может свободно перемешиваться в межтрубном пространстве, то его температура в сечении, нормальном к направлению движения газа, выравнивается. Поскольку жидкость проходит внутри труб отдельными не перемешиваемыми между собой потоками, в сечении пучка всегда имеет место градиент температур. В рассмотренном примере газообразный теплоноситель считается идеально перемешанным, а жидкость в трубах абсолютно не перемешанной. С этой точки зрения возможны следующие три случая: оба теплоносителя идеально перемешаны и градиенты их температур в поперечном сечении равны нулю; один из теплоносителей идеально перемешан, другой не перемешан; оба теплоносителя абсолютно не перемешаны.
1.5 Средний температурный напор
Широко распространенные методы теплового расчета ТА базируются на их моделях с сосредоточенными параметрами. Изменяющиеся в общем случае в результате изменения температур теплоносителей теплофизические свойства теплоносителей, коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи, а также температурный напор в моделях с сосредоточенными параметрами принимают равномерно распределенными во всем объеме аппарата. Это допущение позволяет использовать уравнение, согласно которому средний температурный напор:
Ниже приведены уравнения для расчета в ТА с различными схемами тока.
Противоток:
Прямоток:
Однократный перекрестный ток:
1.6 Порядок теплового расчета ТА
Заданными являются площадь поверхности теплопередачи и любая пара температур из набора
. Задают значение еще одной концевой температуры; например: если заданы , то задают значение по условиям эксплуатации или технологий.
. Определяют значение неизвестной концевой температуры из уравнения теплового баланса:
3. Рассчитывают средний температурный напор противоточной схемы тока для заданных значений температур.
4. Находят коэффициенты теплоотдачи: от греющего теплоносителя к стенке, разделяющей теплоносители, и от стенки к нагреваемому теплоносителю, а также коэффициент теплопередачи.
. По уравнению теплопередачи определяют требуемую для обеспечения температур площадь поверхности теплопередачи
а затем коэффициент запаса
Если > 1, то расчет заканчивают, если 1.
Корректировка заключается в уменьшении перепадов температур
и
1.7 Расчет ТА по методу тепловой эффективности
Тепловой эффективностью называют отношение теплового потока рассматриваемого аппарата к тепловому потоку , который может передать греющий теплоноситель в идеальных условиях, т.е. в случае бесконечно большого коэффициента теплопередачи в рассматриваемом аппарате или в случае передачи теплоты в теплообменнике с бесконечно большой площадью поверхности теплопередачи. При тепловая эффективность:
Принято, что в идеальном теплообменнике греющий теплоноситель характеризуется наименьшим значением теплоемкости массового расхода и имеет максимально возможный перепад температур. Даже в случае равновесного теплообмена без потерь энергии греющий теплоноситель не может охладиться ниже температуры на входе нагреваемого теплоносителя, поэтому:
Соотношение между полными теплоемкостями массовых расходов теплоносителей устанавливают в зависимости от функционального назначения аппарата. В нагревателях требуется получить как можно большую разность температур нагреваемого теплоносителя
поэтому для нагревателей и . В охладителях, наоборот, требуется обеспечить наибольшее охлаждение греющего теплоносителя и получить как можно большую разность температур , поэтому и
С учетом изложенного тепловая эффективность:
где - для нагревателей;
- для охладителей.
1.8 Гидромеханический расчет ТА
Между теплопередачей и потерей давления существует тесная физическая и экономическая связь. Чем больше скорости теплоносителей, тем выше коэффициент теплопередачи и тем компактнее для заданной тепловой производительности теплообменник, а следовательно, меньше капитальные затраты. Но при этом растет сопротивление потоку и возрастают эксплуатационные затраты. При проектировании теплообменных аппаратов необходимо решать совместно задачу теплообмена и гидравлического сопротивления и найти наивыгоднейшие характеристики.
Основной задачей гидромеханического расчета теплообменных аппаратов является определение потери давления теплоносителя при прохождении его через аппарат. Так как теплообмен и гидравлическо