9.2. Эффективность теплопередачи элементов, пар, рядов и комплексов

теплообменных поверхностей.

Далее изложены необходимые для проведения описанных выше тепловых расчётов данные об эффективности теплопередачи Е и других величинах для любых схем тока сред в теплообменниках, от самых простых до самых сложных.

9.2.1. Элементы.

Расчёт эффективности теплопередачи Е при элементарных схемах тока сред в теплообменниках описан выше в разделе 9.1.2.2, необходимые для этого расчёта значения индексов противоточности для наиболее часто применяемых 21 элементарной схемы тока сред приведены ранее в главе 8, разделе 8.2.3.1, блок – схема расчёта эффективности теплообменника приведена на рис. 8.1 в разделе 8.3.3.

9.2.2. Пары.

Пара – последовательное, параллельное либо перекрёстное соединение двух теплообменных поверхностей (ТП). Каждая из этих поверхностей ТП₁ и ТП₂ в свою очередь может состоять из элементов, пар, рядов и комплексов, отличающихся друг от друга одним или несколькими факторами: схемой тока сред СТ, типоразмером ТР, конструкцией, эффективностью процессов теплопереноса. Из них самым простым случаем является пара элементов. В общем случае входящие в пару теплообменные поверхности отличаются значениями эффективности теплопередачи Е₁ и Е₂. Пары ТП представляют собой вырождение ряда ТП при числе ТП в ряде n_р=2. Существуют также пары одинаковых ТП как вырождение ряда одинаковых ТП.

Математической моделью процесса теплопередачи в паре ТП является приведенная выше (см. (9.1) и (9.2)) система уравнений теплового баланса и теплопередачи в виде

, (9.21)

(9.22).

Здесь везде индекс п означает принадлежность к паре ТП.

Эффективность теплопередачи пары теплообменных поверхностей Е_п зависит от типа пары.

Пары теплообменных поверхностей характеризуются пятью признаками ²(стр. 23):

1. П_стп – признак структуры входящих в пару ТП:

П_стп = 0 – пара состоит из элементов (простая, не составная пара),

П_стп = 1 – пара состоит из пар теплообменных поверхностей,

П_стп = 2 – пара состоит из рядов теплообменных поверхностей,

П_стп = 3 – пара состоит из комплексов теплообменных поверхностей,

П_стп = 4 – пара состоит из теплообменных поверхностей различного типа.

2 . П_с – признак вида схемы пары:

П_с =0 – общее последовательное соединение ТП в паре,

П_с =1 – общее параллельное соединение ТП в паре,

П_с =2 – общее перекрестное соединение ТП в паре,

3. П_у – признак унификации входящих в поверхностей ТП:

П_у = 0 – одинаковые ТП (ТП ₁ = ∙∙∙ = ТП _i = ∙∙∙ = ТП _n),

П_у = 1 – разные ТП (ТП ≠ ∙∙∙≠ ТП≠ ∙∙∙ ≠ ТП _n).

4. П_п – признак противоточности пары (только при П_с =1 и П_с =2):

П_п = 0 – общий прямоток при соединении средами,

П_п = 1 – общий противоток при соединении средами.

5. П_дс – признак деления сред на параллельные потоки:

П_дс = 0 – нет деления сред,

П_дс = 1 – делится среда, отдающая тепло,

П_дс = 2 – делится среда, воспринимающая тепло,

П_дс = 3 – делятся обе среды.

Шифром схем тока в парах служит число П_стпП_сП_уП_пП_дс, которое формируется с помощью численных значений признаков в приведенной выше классификации пар. Ниже показаны характерные пары. Для упрощения далее рассмотрим методы расчёта эффективности теплопередачи простых пар, состоящих из элементов. Их шифры – П_сП_уП_пП_дс.

Для расчёта эффективности теплопередачи Е_п и других величин, требуемых для проведения теплового расчёта пар, состоящих из двух ТП (в частности, элементов) с эффективностью теплопередачи одинаковой (Е) либо разной (Е₁, Е₂), используются следующие формулы: