Расчёт утилизации тепла с помощью вращающихся рекуперативных теплообменников

Исходные данные:

Приток:

8)

Вытяжка:

9)

10) Принят вращающийся регенератор типа ВРТ-2:

- номинальный расход воздуха (регулярная насадка):

=4, 44 м³/с=15984 м³/ч;

- частота вращения: ν = 10 об/мин;

- диаметр ротора:

- показатель компактности теплообменной поверхности:

- отношение живого сечения каналов к фронтальной поверхности насадки:

11) Насадка из алюминиевой фольги толщиной

12) Удельная теплоёмкость алюминиевой фольги

13) Плотность алюминиевой фольги ;

14) Фольга образует треугольные каналы с эквивалентным диаметром, равным

15) Глубина насадки:

Определить:

Наличие автоматики -?

*Расчёт ведём для режима «сухого» теплообмена.

Расчёт:

1) Определим площадь живого сечения для прохода двух воздушных потоков (приточного/вытяжного):

Приток/вытяжка:

2) Определим скорость движения воздуха в живом сечении насадки:

Приток:

Вытяжка:

3) Определим двухстороннюю поверхность теплообмена, омываемую воздушными потоками:

4) Критерии а) Рейнольдса и б) Нуссельта для воздушных потоков, проходящих через треуг-ные каналы, вычислим по формуле Кремнева:

кинем. вязкость воздуха:

- для приточного воздуха: ν (-23⁰ С) = 11, 4*10^-6 м²/с;

- для вытяжного воздуха: ν (110⁰ С) = 24, 29*10^-6 м²/с;

Приток: а)

б)

Вытяжка: а)

б)

5) Определим коэффициент теплоотдачи:

- для приточного воздуха: λ (-23⁰ С) =2, 256*10^-2 Вт/(м*град);

- для вытяжного воздуха: λ (110⁰ С) =3, 275*10^-2 Вт/(м*град).

Приток:

Вытяжка:

6) Вычислим водяные эквиваленты воздушных потоков:

Приток:

Вытяжка:

7) Определим число единиц переноса явного тепла в генераторе на 1 :

8) Определим массу насадки (это масса алюминиевой фольги, содержащейся в объёме насадки, учитывая, что поверхность фольги омывается воздухом с двух сторон):

9) Определим соотношение водяного эквивалента насадки:

В зависимости от данного соотношения находим коэффициент П, учитывающий значение вращения насадки на эффективность теплообмена E:

- если

10) Определим эффективность теплообмена:

11) Рассчитаем температуры воздуха на выходе из аппарата:

Приток:

Вытяжка:

12) Определим температуру поверхности насадки на входе приточного воздуха и на входе вытяжного воздуха:

Приток:

Вытяжка:

13) Определим количество утилизированного тепла:

Переведём в ватты:

14) Рассчитаем потери давления в теплообменнике:

· приточного воздуха (при средней температуре):

· вытяжного воздуха (при средней температуре):

· Приток:

· Вытяжка:

ü

ü

15) Определим необходимость автоматики:

Сравним температуру вытяжного воздуха на выходе из рекуперативного теплообменника с температурой точки росы, равной :

В данном расчёте температура вытяжного воздуха на выходе равна

, следовательно, будет выпадать конденсат.

Защита от замерзания нужна.

Приложение 3 (таблица с конечными данными).

Вывод:

Если смотреть на наличие автоматики, то все варианты проигрывают.

2) По количеству сэкономленного тепла наш выбор склоняется к 3-ему варианту: теплообменнику - утилизатору с вращающимся регенератором (+вращ. регенератор).

3) По потерям давления в теплообменнике вновь выигрывает теплообменник с вращ. регенератором (имеет меньшее аэродинамическое сопротивление на притоке и вытяжке)- (+вращ. регенератор).

Температура притока (конечная) во всех случаях слишком большая, чтобы подавать прямиком в рабочую зону или на рабочее место. Из всех вариантов только пластинчатый теплообменник можно эксплуатировать, если смешать его с наружным холодным воздухом, да и то вряд ли (для этого нужного много холодного воздуха).