Изменение температуры теплоносителей в теплообменнике

Обозначим через полную теплоёмкость массы теплоносителя, проходящей через теплообменник в единицу времени, которую принято называть водяным эквивалентом. С учётом такого обозначения предыдущее уравнение примет вид:

Q = ,

откуда

.

Отсюда следует, что изменение температуры теплоносителей в теплообменнике обратно пропорционально их водяным эквивалентам. При равенстве водяных эквивалентов изменение температуры теплоносителей одинаково.

Рассмотрим характер изменения температур горячего и холодного теплоносителей (рис. 14.4) по ходу их движения от входа в теплообменник (F = 0) до выхода из него (F = F ), условно откладывая по оси абсцисс долю общей площади теплообмена, омываемую каждым теплоносителем с начала поступления его в теплообменник. На рис. 14.4 а показано изменение в прямоточном, а на рис.14.4 б − в противоточном теплообменных аппаратах при различных соотношениях водяных эквивалентов. Здесь же видно, как изменяется величина температурного напора в этих теплообменниках ( от входа к выходу.

В прямоточном теплообменнике (см. рис. 14.4 а) температурный напор на входе ( максимальный. По мере движения теплоносителей вдоль каналов температура горячего теплоносителя уменьшается, а холодного увеличивается. Поэтому температурный напор () от входа к выходу уменьшается и на выходе из теплообменника его значение минимальное.

В противоточном теплообменнике (см. рис. 14.4 б), если вести отсчет F по направлению движения горячего теплоносителя, температурный напор на входе меньше, а на выходе больше, чем в прямоточном теплообменнике (при условии, что теплоносители в них имеют одни и те же начальные температуры).

На входе температурный напор меньше потому, что при встречном движении холодный теплоноситель к этой стороне теплообменника подходит по-

Рис. 14.4. Характер изменения температуры теплоносителей в различных теплообменниках

догретым. На выходе температурный напор больше, так как холодный теплоноситель имеет здесь еще начальную температуру.

Температура холодного теплоносителя на выходе из противоточного теплообменника может быть даже больше конечной температуры горячего теплоносителя.

При равных значениях водяных эквивалентов температурный напор в противоточном теплообменнике остается постоянным от входа до выхода.

Таким образом, температурный напор в противоточном теплообменнике изменяется в меньшей степени, чем в прямоточном.