![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Тепловой расчет ТА
4.3.1. Цель и порядок расчёта. Цель заключается: 1)определение поверхности теплообмена при заданных расходах, температурах теплоносителей; 2) определение конечной температуры при заданных начальных, известной поверхности теплообмена и коэффициенте теплопередачи. Порядок расчёта: 1. Пpeдвapитeльное определение ориентировочной поверхности теплообмена, выбор стандартного ТА по ГОСТу (либо проектирование собственной конструкции). 2. Выбор путей движения каждого из теплоносителей в трубное или межтрубное пространство. 3. Расчет скоростей движения каждого из теплоносителей в рабочих пространствах и определение режимов движения. 4. Определение температурного режима ТА, (т.е.определение средней движущей силы теплообмена (D tср). 5. Определение коэффициентов теплоотдачи и коэффициента теплопередачи ТА. 6. Определение температуры стенки.
Дано: В общем случае в теплообменнике можно выделить три зоны: 1 – зона охлаждения паров до t конденсации; П – зона конденсации; Ш – зона переохлаждения конденсата (охлаждения жидкости).
Рис. Пpeдвapитeльное определение ориентировочной поверхности теплообмена. 1) Определим тепловую нагрузку теплообменника (вт)
где tконд – температура конденсации (испарения) при рабочем давлении, Сп, Сж – теплоемкости пара и жидкости (конденсата); in, iж – энтальпия пара и жидкости; r – скрытая теплота парообразования (конденсации) – выбираются по справочникам. 2) Тепловой баланс
Qп потери тепла, h=0, 92¸ 0, 98. 3) При расчете в большинстве случаев принимают
4)Определяем промежуточные температуры холодного теплоносителя по зонам.
5)Определяем среднюю движущую силу. При
При
Формулы (4.5) и (4.6) применяются для прямотока и противотока. Для перекрестного и смешанного тока
Для каждой зоны определяем
6)По справочникам для каждой зоны соответствующему виду теплообмена выбираем коэффициенты теплопередачи: К1, К2, К3. 7)Определяем поверхность теплообмена из основного уравнения теплопередачи.
При проектировании новых производств и реконструировании действующих следует отдавать предпочтение стандартизированной теплообменной аппаратуре. Применение не типовых аппаратов допускается только в технически обоснованных случаях. 8)Выбираем стандартный теплообменник (по ГОСТу), либо проектируем собственной конструкции с Проводим полный тепловой расчет (на примере кожухотрубчатого теплообменника). Известно:
9)Выбираем рабочие пространства, трубное или межтрубное, по которому пойдет каждый теплоноситель.
10)Рассчитываем для каждого теплоносителя определяющую температуру, при которой для расчета берутся теплофизические свойства. Для (и для трубных пучков)
Для
Или: при
При
Какая температура принимается за определяющую указывается для каждого частного случая теплообмена (по справочнику). В большинстве случаев принимается средняя температура, ур-е (4-10). 11)Определяем скорости движения теплоносителей в каждом рабочем пространстве.
в трубах в межтрубном пространстве Рекомендуемые скорости в технологических системах: жидкости и растворы - до 3 м/с; пары (при конденсации) - до 10 м/с; газы - до 25 м/с. 12)Определяем режимы движения по значению числа Re
П – смоченный периметр межтрубного пространства 13)Соответственно режимам движения выбираем расчетные уравнения для 2320< Re – ламинарный режим; для 2300< Re < 10000 – переходной режим; для Re> 10000 – турбулентный режим. В общем случае
14)По выбранному расчетному уравнению рассчитываем значение числа подобия Nu. 15)Так как где l - теплопроводность соответствующего теплоносителя. По уравнениям (4.12) определяем 16)Определяем коэффициент теплопередачи К.
17)Определяем поверхность теплообмена из основного уравнения теплопередачи (
Если соблюдается условие (4.15), то расчет окончен и оставляется предварительно выбранный теплообменник. Если не соблюдается условие (4.15) необходимо делать пересчет (второе приближение). По
Определение температуры стенки.
Действительная температура стенки определяется по нагрузочной характеристике теплообменника. Нагрузочную характеристику теплообменника строят следующим образом. Для одной из поверхностей стенки, например со стороны горячего теплоносителя, задаются рядом значений температур
По величине термического сопротивления стенки
для найденных таким образом значений температур
Рис. Нагрузочная характеристика теплообменника.
Совмещенный график зависимостей
|