Вопрос № 12 Схемы движения теплоносителей в теплообменниках. Оценка их тепловой эффективности.

При рассмотрении теплообменных аппаратов с непрерывно изменяющейся температурой теплоносителя следует различать следующие схемы движения:

Оценить тепловую эффективность можно с помощью следующего графика:

отношение кол-ва теплоты переданной при прямотоке и кол-ву теплоты, переданной противотоке. отношение водяных эквивалентов.

f( ; )

Очевидно что противоточная и прямоточная схемы могут быть равноценны только к двух случаях: 1) при очень больших и малых значениях С₁ /С₂ (изменение температуры одного из теплоносителей мало)

2) очень малые значения (велик температурный напор) = .

Во всех остальных случаях при прямотоке (при прочих равных условиях) теплота передается меньше, чем при противотоке => предпочтение отдают противотоку. Однако если наблюдается фазовый переход, то не имеет значения схема движения. Тепловая эффективность схем перекрестного и смешенного тока лежит между прямотоком и противотоком.

Δt= Δt_прот · ε Δt – оценка температурного напора любой схемы, за базу берется температурный напор противоточной схемы, ε Δt= f(P,R) – поправка на вид схемы.

Вопрос № 13

Критический диаметр изоляции.

Значение внутреннего диаметра трубы, соответствующего минимальному полному термическому сопротивлению теплопередачи называется критическим диаметром изоляции и обозначается d_кр,

При d₂ < d_кр с увеличением d₂ полное термическое сопротивление теплопередачи снижается, так как увеличение наружной поверхности оказывает большое влияние на термическое сопротивление, чем увеличение толщины стенки.

При d₂ > d_кр с увеличением d₂ полное термическое сопротивление теплопередачи возрастает, что указывает на доминирующее влияние толщины стенки.

Таким образом, для эффективной работы тепловой изоляции необходимо, чтобы d_{КР ИЗ} ≤ d₂. Очевидно, что для труб большего диаметра можно брать любой изоляционный материал.

Вопрос № 14 Коэффициент теплопередачи. Термическое сопротивление. Распределение температур при различных соотношениях термических сопротивлений.

Коэффициент теплопередачи К характеризует интенсивность передачи теплоты от одной жидкости к другой через разделяющую их стенку и численно равен количеству теплоты, которое передается через единицу поверхности стенки в единицу времени при разности температур между жидкостями в один градус. [ ].

Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называется полным термическим сопротивлением теплопередачи.

Полное термическое сопротивление однослойной стенки записывается: . Из уравнения видно, что полное термическое сопротивление складывается из частных термических сопротивлений: , причем - термическое сопротивление теплоотдачи от горячей жидкости к поверхности стенки; - термическое сопротивление теплопроводности стенки; - термическое сопротивление теплоотдачи от поверхности стенки к холодной жидкости.

1) а1>>а2 -----Ra1<Ry<Ra2

2) a1<<a2---------Ra1>Ry>Ra2

3) большое Ry

НАРИСОВАТЬ 3 СЛУЧАЯ

Вопрос № 15

Интенсификация теплопередачи.

Вопрос № 16

Теплоотдача при обтекании пучков и одиночных труб.

Теплообменные аппараты редко выполняются из одной трубы. Обычно трубы собирают в пучок. Два основных вида шахматный и коридорный. Течение жидкости в пучке имеет сложный характер. Рядом стоящие трубы пучка оказывают воздействие на омывание соседних, теплообмен труб пучка от теплообмена одиночной трубы. Теплоотдача пучков: а) средняя теплоотдача первого ряда различна и определяется начальной турбулентностью потока; б) начиная примерно с третьего ряда стабилизируется, т.к. в глубинных рядах степень турбулентности потока определяется компоновкой Теплоотдача зависит от расстояния между трубами.