5.4.2. Расчет воздухоохладителей при сухом охлаждении
1. Определяем параметры охлаждаемого воздуха в ТПГ: Gп, tн, dн, Jн, to.
2.
Определяем начальную температуру воды
на входе в BOB
,
оС,
исходя из условия:
,
где tТ.Р
− температура точки росы воздуха, оС.
Для этого отрезок НК продолжают до пересечения с φ равной 100 %, определяют температуру полученной точки с температурой , ºС.
3. Задаем показатель отношения теплоемкости потоков (водяных эквивалентов) W равный 0,l...0,6.
4.
Определяем расход холодной воды
,
кг/ч, по формуле
.
(5.16)
5.
Определяем и уточняем конечную температуру
воды на выходе из BOB
,
ºС, по формуле
(5.17)
При
этом ограничивают
равную от 2 до 6 °С путем изменения W
и соответственно
по формуле (5.16).
6. В соответствии с расходом охлаждаемого воздуха Gп выбирается тип ВО по табл. 5.8.
В зависимости от конструктивных размеров блока ВОВ, схем обвязки определяются скорости движения воздуха − νρ, кг/(м2×с), воды − ωВО, м/с, по формулам (5.8) и (5.10).
Следует учесть, что площадь сечения для прохода воды ВОВ при внутреннем диаметре трубки 11,8 мм для кондиционеров КЦКП составляет 0,0001108 м2.
Согласно рекомендациям [10], оптимальная скорость воды по трубкам теплообменника ωВО равна 0,6...1,0 м/с. Минимальная скорость воды не должна быть ниже 0,3 м/с, а максимальная – 1,5 м/с.
7.
Определяем показатель теплотехнической
эффективности
,
по формуле
(5.18)
8. По графику (рис. 5.7) при известных и W находится значение числа единиц переноса Nt.
Рекомендуемые рациональные предельные значения Nt соответствуют 1,5...1,8 [17].
9.
Определяется общее количество трубок
BOB
,
шт., по формуле
,
(5.19)
где р – число рядов трубок по ходу движения воздуха, шт., задается предварительно для ВО центральных кондиционеров КЦКП от 1 до 16; Нтр – высота трубной решетки, м, принимается по табл. 5.8; hво – шаг труб по высоте, м, для КЦКП hво=0,05 м.
10. Определяем число ходов nВО, шт., которое может быть равным 2, 4, 6, 8, 12 и 16:
(5.20)
где mВО – число трубок, подключаемых к подающему коллектору, шт., определяется по формуле
(5.21)
где
– площадь сечения для прохода воды ВОВ,
м2;
при внутреннем диаметре трубки 11,8 мм
для кондиционеров КЦКП составляет
0,0001108 м2.
Рис.
5.7. Графическая зависимость
11.
Определяется требуемая площадь
поверхности воздухоохладителя
,
м2,
по формуле
(5.22)
где
– коэффициент теплопередачи ВО,
Вт/(м2×°С),
который определяется по формуле
(5.23)
где Аво – коэффициент, значения которого приведены в табл. 5.9.
Таблица 5.9
Значения коэффициента Аво [25]
Коэффициент |
Количество рядов трубок, шт. |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
||||
Шаг пластин, мм |
|||||||
1,8 |
2,5 |
4 |
1,8 |
2,5 |
1,8 |
1,8 |
|
Аво |
20,94 |
21,68 |
23,11 |
20,94 |
21,68 |
20,94 |
20,94 |
12.
Определяется фактическая площадь
поверхности теплообмена BOB
, м2:
(5.24)
где
– теплообмена однорядного ВО,
м2,
принимается по табл. 5.8.
13. Определяют запас поверхности воздухоохладителя по формуле (5.14), который не должен превышать 10 % [12]. В противном случае необходимо изменить режим работы теплообменника, приняв новое значение W, и повторить расчет.
Пример. Подобрать и рассчитать воздухоохладитель для приготовления воздуха до заданных параметров.
Параметры охлаждаемого воздуха в ТПГ равны Gп=12000 кг/ч, tн=32,5 ºС, dн=11,8 г/кг сухого воздуха, Jн=62,5 кДж/кг, to=10,0 ºС.
С
помощью J-d-диаграммы определена
температура
,
ºС.
Если
,
то
.
Задан показатель отношения теплоемкости потоков W=0,2.
По формуле (5.16) получим
.
По формуле (5.17) определяем и уточняем значения температуры:
При
этом
.
По табл. 5.8 в соответствии с Gп=12000 кг/ч выбран тип ВО 243.1-102-085, в = 0,927 м2, длина трубок 1020 мм, высота трубной решетки 850 мм, при шаге пластин 2,5 мм Fр =19,1 м2.
Площадь сечения для прохода воды ВОВ при внутреннем диаметре трубки 11,8 мм для кондиционеров КЦКП составляет 0,0001108 м2.
По формуле (5.18) получим
При
и
W
= 0,2 находим значение
.
Пусть р = 10. По формуле (5.19) получим
По формуле (5.21) определим
По формуле (5.20) получим
По формуле (5.23) получим
По формуле (5.22) определим
По формуле (5.24) определим
По формуле (5.14) определим
Условие выполнено.