3 Тепломассоообмен

значений ∆t на концах теплообменника целесообразно всегда рисовать график изменения температур по длине теплообменника, аналогичный приведенным на рис.116 и 117.

На практике чаще используются противоточные схемы движения, поскольку при одинаковых температурах входящих и выходящих теплоносителей ∆t при противотоке всегда больше, чем при прямотоке. Согласно формуле это означает, что для передачи одного и того же теплового потока Q при противоточной схеме потребуется теплообменник меньшей площади. Еще одно преимущество противоточного теплообменника заключается в том, что холодный теплоноситель в нем можно нагреть до температуры более высокой, чем температура греющего теплоносителя на выходе t2′′ > t1′′ (см.рис.117). В прямоточном теплообменнике этого сделать невозможно.

Кроме прямоточной и противоточной схем часто встречаются перекрестные с различным числом ходов (рис.118). Средняя разность температур при перекрестном токе меньше, чем при противотоке, но больше, чем при прямотоке. При расчете ∆t для сложных схем движения теплоносителей вначале определяют ∆t в предположении, что теплообменник – противоточный, а затем вводят поправки, численное значение которых берут для каждого конкретного случая из справочников. При числе перекрестных ходов более трех, например, для широко распространенных

змеевиковых теплообменников (рис.118), схему движения можно считать чисто противоточной или чисто прямоточной.

Виды теплового расчета теплообменников.

Наиболее простым является конструктивный расчет теплообменника, при котором известны начальные и конечные параметры теплоносителей и необходимо рассчитать поверхность теплообменника, т.е. фактически сконструировать теплообменник. Порядок выполнения такого расчета:

1. Из балансового уравнения определяют мощность теплового потока Q2 , которую нужно передать от горячего теплоносителя к холодному.

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

3.По методике, изложенной раннее, рассчитывают коэффициенты теплоотдачи, а затем по формуле – коэффициент теплопередачи.

4.По формуле определяют значение ∆t .

5.Из уравнения теплопередачи находят площадь F теплообменника.

6.По известной площади рассчитывают длину трубок теплообменника.

начальные параметры теплоносителей. Необходимо рассчитать конечные параметры, т.е. проверить пригодность теплообменника для имеющихся условий. 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. При средней температуре, которую не найти без знания конечных, берутся параметры теплоносителей в расчетах коэффициентов теплоотдачи.

Одним из методов поверочного расчета является уже упоминавшийся 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. Большую помощь при выполнении поверочного расчета может оказать ЭВМ, резко снижающая трудоемкость вариантных расчетов.