Уравнение теплопередачи
где Q- тепловой поток, кВт
mг , mх- массовый расход горячей и холодной сред, кг/с
iг.вх iг.вых iх.вх iх.вых- удельные энтальпии горячей и холодной сред на входе в аппарат
и на выходе из него, кДж/кг
k- коэффициент теплопередачи, Вт/м2К
F- площадь теплопередающей поверхности, м2
- расчетная разность температур (средний температурный напор), 0С
qF- плотность теплового потока, Вт/м2
Требуемая площадь теплопередающей поверхности аппарата определяется из уравнения теплопередачи.
В качестве среднего температурного напора обычно используют среднелогарифмический напор.
где
большой
и меньший из температурных напоров на
входе в аппарат
и на выходе из него.
среднеарифметический напор
Значение
,. однако из теории теплопередачи
известно, что если температура жидкости
изменяется незначительно вдоль
теплопередающей поверхности и,
следовательно
,
можно пользоваться значением
Расчет конденсаторов
В качестве расчетной разности температур принимают среднелогарифмическое или среднеарифметическое значение температурного напора.
где tВ1 tВ2 – температура воды на входе в конденсатор и на выходе из него , 0С
tК- температура конденсации, 0С
Расчет испарителей
где tР1 tР2- температуры рассола на входе в испаритель и на выходе из него, 0С
t0 - температура кипения хладагента, 0С.
Вопросы по допуску к практической работе
Какие основные задачи решают при расчете теплообменных аппаратов.
Составьте уравнение теплового баланса конденсатора.
Составьте уравнение теплового баланса испарителя.
С помощью какого уравнения можно определить требуемую площадь теплопередающей поверхности теплообменного аппарата.
В каких случаях возможно применение среднеарифметического температурного напора, а
в каких среднелогарифмического?
По какой формуле определяется среднелогарифмический температурный напор при
расчете конденсатора?
По какой формуле определяется среднеарифметический температурный напор при
расчете конденсатора?
По какой формуле определяется среднелогарифмический температурный напор при
расчете испарителя?
По какой формуле определяется среднеарифметический температурный напор при
расчете испарителя?
Задания, предлагаемые для решения.
Задача №1
Для холодильной установки молочного завода подобрать кожухотрубный
испаритель c межтрубным кипением хладагента. Хладоноситель – водный раствор CaCl2.
Задача №2
Для холодильной установки мясокомбината подобрать кожухотрубный конденсатор.
Охлаждающая среда – вода.
|
Задача №1 |
Задача №2
|
||||||
Q0 |
tР1 |
|
холодиль- ный агент |
Qк |
tВ1 |
|
холодиль- ный агент |
|
1 |
10 |
-1 |
3 |
NH3 |
10 |
18 |
2 |
NH3 |
2 |
20 |
-2 |
2 |
R-22 |
20 |
19 |
3 |
R-22 |
3 |
30 |
-3 |
3 |
NH3 |
30 |
20 |
4 |
NH3 |
4 |
40 |
-4 |
3 |
R-22 |
40 |
21 |
2 |
R-22 |
5 |
50 |
-5 |
2 |
NH3 |
50 |
22 |
3 |
NH3 |
6 |
60 |
-6 |
3 |
R-22 |
60 |
23 |
2 |
R-22 |
7 |
70 |
-7 |
2 |
NH3 |
70 |
20 |
4 |
NH3 |
8 |
80 |
-8 |
3 |
R-22 |
80 |
24 |
2 |
R-22 |
9 |
90 |
-9 |
2 |
R-22 |
90 |
25 |
3 |
R-22 |
10 |
100 |
-10 |
3 |
NH3 |
100 |
26 |
2 |
NH3 |
11 |
110 |
-11 |
2 |
R-22 |
110 |
21 |
3 |
R-22 |
12 |
120 |
-12 |
3 |
NH3 |
120 |
20 |
3 |
NH3 |
13 |
130 |
-13 |
3 |
R-22 |
130 |
19 |
4 |
R-22 |
14 |
140 |
-14 |
3 |
NH3 |
140 |
18 |
2 |
NH3 |
15 |
150 |
-15 |
2 |
NH3 |
150 |
20 |
3 |
NH3 |
16 |
160 |
-1 |
3 |
R-22 |
160 |
16 |
4 |
R-22 |
17 |
170 |
-2 |
3 |
NH3 |
170 |
19 |
2 |
NH3 |
18 |
180 |
-3 |
2 |
R-22 |
180 |
23 |
3 |
R-22 |
19 |
190 |
-4 |
3 |
NH3 |
190 |
24 |
2 |
NH3 |
20 |
200 |
-5 |
2 |
R-22 |
200 |
25 |
3 |
R-22 |
21 |
210 |
-6 |
3 |
R-22 |
210 |
23 |
4 |
R-22 |
22 |
220 |
-7 |
3 |
NH3 |
220 |
22 |
2 |
NH3 |
23 |
230 |
-8 |
2 |
NH3 |
230 |
24 |
3 |
NH3 |
24 |
240 |
-9 |
3 |
R-22 |
240 |
25 |
4 |
R-22 |
25 |
250 |
-10 |
3 |
NH3 |
250 |
20 |
2 |
NH3 |
26 |
260 |
-11 |
3 |
R-22 |
260 |
19 |
3 |
NH3 |
27 |
270 |
-12 |
2 |
NH3 |
270 |
18 |
4 |
R-22 |
Литература
В.В. Нащокин
Техническая термодинамика и теплопередача, стр.488-494
Г.Н. Данилова
Сборник задач по процессам теплообмена в пищевой и холодильной промышленности,
стр.192-220
Б.К. Явнель
Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования
воздуха. стр.71-93
Предмет: "Основы гидравлики и теплопередачи"
Практическая работа №9
Тема: Расчет теплообменного аппарата.
Цель работы
учебная:
получить практические навыки по определению требуемой площади теплопередающей поверхности теплообменного аппарата в условиях прямотока и противотока, среднелогарифмической и среднеарифметической разницы температур, научиться определять
конечные температуры теплоносителей.
воспитательная:
побудить к познавательной, творческой деятельности, привить навыки самостоятельного изучения дополнительной и справочной литературы по данной теме.
Краткие теоретические сведения
Теплообменным аппаратом называется устройство, служащее для передачи теплоты от одной среды к другой.
В качестве теплоносителей в тепловых аппаратах используются разнообразные капельные и упругие жидкости в самом широком диапазоне давлений и температур.
По принципу действия аппараты делят на регенеративные, смесительные и рекуперативные.
В регенеративных аппаратах горячий теплоноситель отдает свою теплоту аккумулирующему устройству, которое в свою очередь периодически отдает теплоту второй жидкости- холодному теплоносителю, т.е. одна и та же поверхность нагрева омывается то горячей, то холодной жидкостью.
В смесительных аппаратах происходит слияние потоков одного и того же вещества, имеющих различную температуру. При этом практически невозможно определить площадь поверхности их теплообмена.
В рекуперативных аппаратах теплота от горячей к холодной жидкости передается через разделительную стенку. Поверхность теплообмена при этом постоянна и определяется конструкцией аппарата.
В теплообменных аппаратах движение жидкости осуществляется по трем основным
схемам.