2.3.2 Конструкторский расчёт

Согласно источнику литературы [5, 44], алгоритм расчета следующий:

1.Площадь поперечного сечения одного хода (пакета), м²:

- по стороне ГТ: ^, где , в исходных данных; , п. 2 теплового расчёта; в п. (б).

- по стороне НТ: ^, где , в исходных данных; , п. 9 теплового расчёта; в пункте (з).

2.Число каналов в одном пакете: ГТ: ; НТ: ;

где , - в пункте 1 конструкторского расчёта, - площадь поперечного сечения канала в табл. 2.3. Значения и округляются до целого числа в большую сторону.

3.Число пластин в одном пакете: ГТ: ; НТ:

4.Площадь поверхности теплообмена одного пакета (хода), м²:

- для ГТ: ; для НТ:

где F₁; F₂- площадь теплообмена одной пластины, м² (табл. 2.3).

5.Число пакетов (ходов) в аппарате: ГТ: ; НТ:

где - в пункте 14 теплового расчёта.

6.Общее число пластин в аппарате:

7.Схема компоновки пластин в аппарате:

где - число параллельных каналов в соответствующем пакете (ходе) тракта греющего теплоносителя; i - число пакетов (ходов) в нем; - число параллельных каналов в соответствующем пакете (ходе) тракта нагреваемого теплоносителя; k - число пакетов (ходов) в нем.

Примечание: со стороны первого хода нагреваемого теплоносителя необходим дополнительный канал для охлаждения плиты и уменьшения теплопотерь, тогда окончательно схема пункта 7 примет вид:

Например: имеем теплообменник с тремя ходами (пакетами) по греющему и нагреваемому теплоносителю. По расчету число каналов в пакете равно m₁ = m₂ = 5. Тогда схема компоновки:

После определения компоновки теплообменника выполняется поверочный тепловой расчёт, позволяющий определить для принятого теплообменника его фактическую тепловую нагрузку и выполнить гидравлический расчёт, позволяющий определить фактические потери давления греющего и нагреваемого теплоносителей.

2.3.3 Поверочный расчёт пластинчатых теплообменников

Расчёт проводится методом последовательных приближений. В качестве первого приближения используют результаты конструкторского расчёта. Это значение уточняется в процессе расчёта до совпадения с заданной точностью в двух последовательных приближений.

Величины, относящиеся к греющему теплоносителю, обозначают индексом «1», величины, относящиеся к нагреваемой среде, - индексом «2».

В качестве исходных данных для расчёта задаются: площадь теплообмена аппарата , м²; расходы обеих сред ; количество каналов , ; температуры на входе и предварительно принятые на выходе каждой среды . Геометрические характеристики теплообменников приведены в табл.2.5б.

Последовательность расчёта коэффициента теплопередачи и тепловой производительности следующая [5, 7, 71]:

1.Площадь поперечного сечения одного хода, м²: ,

2.Скорость течения воды в каналах, м/с: ,

Сравнить эти скорости со значениями, полученными в п.2 и п.9 теплового расчета. Рассчитать погрешность: ;

3.Средняя температура теплоносителей, ^оС: ,

4. Средняя температура стенки пластины, ^оС:

По формулам пунктов (a ÷ н) подраздела 2.3.1 при средних температурах определяются теплофизические свойства теплоносителей: - плотность, - коэффициент кинематической вязкости, - коэффициент теплопроводности, Pr - число Прандтля.

5. Число Re: ;

6.Число Nu: ,

7. Коэффициент теплоотдачи, : ,

8. Коэффициент теплопередачи, :

где - берется из пункта 13 подраздела 2.3.1.

9. Среднелогарифмическая разность температур:

где соответственно большая и меньшая разность температур между теплоносителями при противоточной схеме движения теплоносителей, ^оС, (пункт 1 подраздела 2.3.1).

10.Теплопроизводительность аппарата, Вт:

где F_рассч брать из п.14 подраздела 2.3.1 или

При несовпадении полученного значения Q предварительно заданному значению, расчёты повторить при полученном значении Q.