4. Конструктивный расчет рекуперативного та.

Конструкторский расчет: ( подобрать готовый ТА из справочника или сконструировать)

Дано: G₁, G₂, t₁’ , t₁’’, t₂’

Найти: F и геометрические размеры.

Какой бы ни был расчет ТА в основе лежат 2 уравнения:

• Уравнение теплового баланса

• Уравнение теплопередачи

1. Ур-ие теплового баланса может иметь следующий вид:

А. Для теплоносителей, не меняющих свое агрегатное состояние:

, i=1;2

Где Q- тепловая нагрузка (мощность), кВт

G- расход теплоносителя

Ср- массовая теплоемкость

Б. Для теплоносителя, меняющего свое агрегатное состояние ( при конденсации сухого насыщенного пара без охлаждения конденсата или кипения жидкости с парообразованием):

Где ri- теплота парообразования ( r = h”-h’)

В. При случае, когда теплоноситель- перегретый пар, он охлаждается, конденсируется и конденсат охлаждается:

Где h_п.п- энтальпия перегретого пара

h_к- энтальпия конденсата

В данных уравнениях не учитываем коэффициент сохранения тепла аппаратом- η.

Недостающие параметры (расход, конечные температуры теплоносителя на выходе из ТА, тепловая нагрузка аппарата- определяем составлением полного уравнения теплового баланса, приравнивания правые части уравнений А, Б, В.

2. Уравнение теплопередачи:

Где Δtср- средний температурный напор:

Для другого режима:

На данном этапе расчета определение значения К (к-та теплопередачи) выполнить невозможно: ,

т.к. отсутствуют геометрические размеры будущего ТА. Поэтому, предлагается следующий метод решения: принять ( такие данные есть в литературе) ориентированное значение коэффициента теплопередачи (К_ор), зависящее от типа теплопередачи (газ-газ, газ-вода, пар-вода, вода-вода).

Вывод: Если F_расч. >F_норм , то данный ТА не подходит.

По этой методике удовлетворительный результата могут показать нескольких нормализованных ТА, поэтому далее для окончательного выбора необходимо:

• Провести гидравлический расчет этих аппаратов и выбрать те, у которых минимальное гидравлическое сопротивление.

• Технико-экономическое обоснование выбранного варианта, на основе приведенных затрат: П=ЕК+Э, кот. Включ в себя капиталовложения и эксплуатационные затраты. Выбирается тот ТА, у которого приведенные затраты минимальны.

При проектировании ТА, невключенный в нормализованный типоразмерный ряд, можно придерживаться следующих рекомендаций:

d_вн> 12 мм (из удобства чистки)

d_н< 38…57 мм (из удобства компоновки)

δ= 0,5…2,5 мм.

В промышленных ТА устанавливаются трубы d_н=20,25,32,38 мм.

Число труб в 1-ом ходу определяется по ф-ле:

Если длина труб получается более 5 м, то необходимо перейти к многоходовому ТА, с числом ходов Z=2,4,6,8.

Приняв геометрию ТА, определяется α1 и α2 => К_расч. и F_расч. Сравнивается с F эскизным. Если F_расч< F_эскиз., то необходимо увеличить поверхность ТА на эскизное, например за счет увеличения длины трубок. Если реальное увеличение длины трубок не дает никакого результата, то необходимо перезадаваться числом трубок, числом ходов и диаметром трубок , чтобы повысить скорость.

При конструировании ТА выполняется задача расположения труб в плоскости трубной доски . Оно может быть:

• Концентрическим

• По вершинам равносторонних 6-ти угольников ( по вершинам равносторонних треугольников, ромбическая, по вершинам квадратов).