![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Методы определения температур поверхности теплообмена
Для тех случаев, когда известно распределение теплового потока по поверхности теплообмена, расчет температуры поверхности можно вести по формулам теплопередачи. Однако в большинстве практических случаев удобнее представить расчетные формулы в другом виде. Для плоской стенки из уравнений
Полученные формулы справедливы для расчета температур и на многослойной поверхности теплообмена. В этом случае для плоских стенок в формулы (А) и (Б) подставляются d — полная толщина многослойной стенки и l — эквивалентный коэффициент теплопроводности многослойной стенки. Если тепловым сопротивлением стенки d/l можно пренебречь (d ® 0) или l ®), то формулы (А) и (Б) принимают вид:
( Если стенка многослойная, то в формулах (Г) и (Д) подставляет d — полную толщину стенки и l — эквивалентный коэффициент теплопроводности. В общем случае расчет температуры на поверхности цилиндрической стенки ведут по следующим формулам:
Если стенка трубы многослойная, то вместо l нужно подставлять в формулы (Е) и (Ж) эквивалентный коэффициент теплопроводности; F1, F2 — соответственно поверхности, непосредственно соприкасающиеся с теплоносителя 60.Тепловой расчет регенеративных теплообменных аппаратов. Расчет коэффициента теплопередачи. 1. Регенеративные аппараты. Регенеративными- теплообменные аппараты, в которых процесс теплопередачи от горячего теплоносителя к холодному во времени разделяется на два периода. Первый период-через аппарат протекает горячий теплоноситель, теплота которого передается стенкам и в них аккумулируется. При этом теплоноситель охлаждается, а стенки аппарата нагреваются — период нагревания. Второй период - через аппарат протекает холодный теплоноситель, который отнимает аккумулированную в стенках теплоту. При этом теплоноситель нагревается, а стенки охлаждаются — это период охлаждения. В регенеративных аппаратах горячий и холодный теплоносители протекают в одном и том же канале и попеременно омывают одну и ту же поверхность нагрева. Процесс теплопередачи нестационарен. По мере нагревания и охлаждения температура стенки меняется. О характере ее изменения за период охлаждения дают представление кривые на рис. 7.
![]() кривые изменений температуры tc некоторого участка поверхности за периоды нагревания и охлаждения. Вместе с изменением температуры стенки, конечно, изменяется во времени и температура. Кроме изменения во времени все температуры в регенераторах изменяются также и вдоль поверхности нагрева.
![]() Пусть имеется регенератор для подогрева воздуха: внутренняя насадка для аккумуляции теплоты состоит из кирпича и образует прямые каналы (рис. 8-9, а).
![]() Горячие газы движутся сверху вниз, а холодный воздух — снизу вверх. Кривые изменений температур как во времени, так и вдоль поверхности приведены на рис. 8-9, б. Температура газов t1 в начале периода нагревания представляется кривой 3, в конце периода — кривой 1 и средняя за период нагревания — кривой 2. Температура поверхности tc в конце периода нагревания и начале периода охлаждения представляется кривой 4, в начале периода нагревания и конце периода охлаждения — кривой 7, средняя за период нагревания tcl — кривой 5, средняя за период охлаждения tc2 — кривой 6. Температура воздуха t2 в начале периода охлаждения представляется кривой 8, в конце периода — кривой 10, средняя за период охлаждения — кривой 9. При таком сложном распределении температур и изменении температурного напора во времени и пространстве точный тепловой расчет регенеративных аппаратов весьма затруднителен. Однако если пользоваться средними температурами за цикл (рис. 10), то тепловой расчет регенеративных аппаратов можно свести к расчету рекуперативных, основы которого были рассмотрены выше.
![]() При этом в качестве расчетного интервала времени берется длительность цикла t0 = t1 + t2 и уравнение теплопередачи принимает вид:
![]() где kЦ — коэффициент теплопередачи определяется выражением
![]() где a1 — суммарный коэффициент теплоотдачи за период нагревания (с учетом излучения газов); a2 — суммарный коэффициент теплоотдачи за период охлаждения; t1 и t2 — период нагревания и охлаждения; eк — поправочный коэффициент, учитывающий то обстоятельство, что средние температуры поверхности за период нагревания tC1 и период охлаждения tC2 не равны между собой, eк = 1 —(tC1— tC2) /(t1— t2); -обычно значение eк» 0, 8. Регенераторы, для которых eк = 1, называются идеальными. Дальнейший расчет регенераторов может быть произведен по формулам, выведенным выше для рекуперативных теплообменных аппаратов. Работа регенераторов зависит от: толщины насадки, ее теплопроводности и аккумулирующей способности, от длительности периодов, температуры жидкостей, степени засорения и др. Длительность периодов бывает различной — от нескольких минут до нескольких часов. Наиболее часто t1 = t2 = 0, 5 ч (t0 = 1 ч). Для выбора толщины насадки также имеются широкие возможности, но для каждого аппарата имеется своя наивыгоднейшая толщина; для обыкновенных силикатных регенераторов с получасовым переключением наиболее благоприятной является толщина кладки 40—50 мм. В практических расчетах коэффициент теплопередачи цикла иногда определяется из соотношения
![]() где с — теплоемкость; r — плотность; l — коэффициент теплопроводности; d — толщина кирпича. Коэффициент теплоотдачи соприкосновением для дымовых газов и воздуха при движении их в коридорной насадке может быть определен по формуле
![]() где w0 — скорость газа или воздуха при нормальных условиях (0°С и» 1, 01× 105 Па); d — диаметр канала. В случае шахматного размещения насадки коэффициент теплоотдачи на 16% выше, чем по формуле (41). Для суммарного коэффициента теплоотдачи необходимо еще определить значение коэффициента теплоотдачи излучением. Очень большое влияние на работу аппаратов оказывает также неравномерное распределение газов и неполное омывание поверхности нагрева.
|