2.20. Виды теплового расчета теплообменных аппаратов

1. Проектный (конструктивный) расчет;

2. Поверочный расчет.

Конструктивный расчет.

Известны: начальные и конечные параметры теплоносителей.

Рассчитать: поверхности теплообменника, т.е. фактически сконструировать теплообменник.

Порядок расчета:

1. Из балансового уравнения определяют мощность теплового потока Q₂, которую должен получить холодный теплоноситель от горячего.

2. Пользуясь рекомендациями специ­альной литературы, задаются скоро­стями течения теплоносителей и кон­структивными особенностями теплооб­менника (диаметрами трубок, проходны­ми сечениями для теплоносителей).

3. Рассчитывают коэффициенты теплоотда­чи, а затем - ко­эффициент теплопередачи.

4. Определяют значение .

5. Из уравнения теплопередачи находят площадь F идеального теплообменника.

6. Задаются значением коэффициен­та использования поверхности теплооб­мена η_F и рассчитывают площадь повер­хности реального теплообменника F'.

7. По известной площади F' рассчи­тывают длину трубок теплообменника.

Поверочный расчет.

Известны: конструкция теплообменника, т.е. задана площадь поверхности тепло­обмена F', кроме того, заданы начальные параметры теплоносителей.

Рассчитать: конечные параметры, т. е. проверить пригодность данного теп­лообменника для какого-то технологиче­ского процесса.

Сложность расчета за­ключается в том, что уже в самом его начале необходимо знать конечные тем­пературы теплоносителей, поскольку они входят как в уравнение теплового балан­са, так и в уравнение теплопередачи.

Одним из методов поверочного расче­та является метод последовательных приближений. Для этого задаются конечной температурой одного из теплоносителей, по уравнению теплового баланса рассчитывают конеч­ную температуру второго и проводят конструктивный расчет. Если полученная в результате площадь F' не совпадает с площадью поверхности имеющегося теплообменника, расчет проводят вновь, задаваясь другим значением температу­ры теплоносителя на выходе.

Глава 3. Теплоэнергетические установки и промышленная энергетика

3.1. Теплота сгорания топлива

Теплота сгорания топлива – это количество теплоты, выделяю­щейся при полном сгорании единицы топлива.

Теплоту сгорания твердого и жидкого топлива обычно относят к 1 кг, а газообразного - к 1 м³ (в нор­мальных условиях) на рабочее, сухое или сухое беззольное состояние. По ГОСТ она определя­ется в калориметре.

Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Низшая меньше, чем высшая, на количество затрат теплоты на испарение.

,

где H^r и W^r , %;

- низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

- высшая теплота сгорания топлива, кДж/кг.

Максимальная теплота сгорания твердых топлив доходит до = 28 МДж/кг (тощие угли и антраци­ты), минимальная может в зависимости от содержания балласта опускаться до= 10 МДж/кг и ниже.

Теплота сгорания обезвоженных ма­зутов = 39 – 41,5 МДж/кг.

Зависимость теплоты сгорания (МДж/кг) широкого круга органических веществ от их элементного состава (%) хорошо иллюстрирует формула Д. И.Менделеева:

.

Теплоту сгорания газообразного топ­лива обычно относят к 1 м³ сухого газа (так называемая низшая теплота сгора­ния сухого газа ) в нормальных усло­виях и рассчитывают через теплоты сго­рания составляющих его компонентов (кДж/м³):

Теплота сгорания:

- сухого природного газа – 33,5 – 35,6 МДж/ м³;

- коксового газа – 16,6 МДж/ м³;

- доменного газа – 4 МДж/ м³;

- сжиженного газа – 88,5 МДж/ м³;

- биогаза – 18 – 23 МДж/ м³.