9 Тепловой расчет стеклотрубного теплоутилизатора

Стеклотрубный теплоутилизатор, разработанный в БГАТУ на кафедре энергетики, состоит из стеклянных труб, расположенных вертикально в металлическом корпусе.

Предусмотрены шахматный пучок стеклянных труб, по которым сверху– вниз движется удаляемый вытяжной воздух. В горизонтальном направлении трубы омываются приточным (наружным) воздухом, более холодным.

Таким образом организуется перекрестный ток вытяжного и приточного воздуха.

Теплообмен в трубах характеризуется уравнением (8.10).

В условиях поперечного омывания шахматных пучков труб при10³ < < 10⁵

, (9.1)

где – поправочный коэффициент, учитывающий особенности расположения труб.

Для шахматных пучков:

– при находят;

– при принимают= 1,12.

Скорость среды определяют в наиболее узком сечении аппарата, определяющим размером является наружный диаметр труб, определяющей температурой – температура среды.

Формула (9.1) применима к третьему и последующим рядам пучка. Теплоотдача первого ряда составляет в шахматном пучке 60%, второго ряда – 70% от теплоотдачи третьего ряда.

Теплообмен в условиях совместного тепло- и массообмена при конденсации водяных паров из состава вытяжного воздуха рассчитывают по уравнениям «сухого» теплообмена с введением коэффициента влаговыпадения .

Расчет параметров воздуха с учетом влаговыпадения рассмотрен выше (см. раздел 4).

Методика расчета теплоутилизатора подробно изложена в ранее изданных методических указаниях [4]. Здесь же приведен пример расчета.

Контрольная задача 4

Выполнить расчет стеклотрубного теплоутилизатора систем вентиляции производственных помещений.

Определить число трубок, компоновку трубного пучка и основные размеры теплоутилизатора.

Исходные данные приведены в таблице 9.1. Расход вытяжного воздуха , м³/ч, высоту трубок , м, и их внутренний диаметрпринять по последней цифре номера шифра (варианта), а коэффициента эффективностии параметры вытяжного воздуха (температуруи относительную влажность) – по предпоследней цифре номера шифра (варианта).

Расстояние в свету между соседними трубками в ряду = 0,01 м, толщина стенок трубки= 0,5 мм, температура наружного приточного воздуха= – 24^ºС, его энтальпия = – 23,5 кДж/кг.

Найти потери давления по трактам приточного и вытяжного воздуха.

Таблица 9.1. Исходные данные

Последняя цифра шифра	, м3/ч	, м	, м		Предпоследняя цифра шифра		, ºС	, %
1	3 000	0,8	0,018		1	0,33	15	75
2	5 000	1,0	0,025		2	0,35	18	75
3	7 500	1,2	0,025		3	0,38	20	70
4	10 000	1,0	0,028		4	0,4	25	80
5	15 000	1,2	0,028		5	0,42	22	70
6	3 000	1,0	0,02		6	0,33	22	70
7	5 000	0,8	0,018		7	0,35	25	80
8	7 500	1,0	0,02		8	0,38	18	75
9	10 000	1,2	0,028		9	0,4	20	70
0	15 000	1,5	0,032		0	0,38	15	75