Главная | Обратная связь

Тепловой расчет проектируемо го теплообменника производят в

следующей последовательности :

1) Определяют тепловую нагрузку теплообменника. Для этого исполь- зуют уравнения теплового баланса. Из этих же уравнений находят расходы теплоносителей. В случае, когда их расходы заданы, определяют неизвест- ную конечную температуру одного из теплоносителей. Если неизвестны зна-

чения конечных температур обоих теплоносителей

t1к

и t2к , то этими значе-

ниями задаются, исходя из допущения, что (t1к t2к )

≥ 3…5 °С.

2) Определяют значение средней разности температур.

3) Проводят предварительный выбор теплообменника. Для этого ис- пользуют таблицу 7.1, задаются ориентировочным значением коэффициента

теплопередачи

K ор

и определяют ориентировочное значение площади по-

верхности теплопередачи:

 

S

 

Q

ор (Kор

tср). (7.1)

 

По полученному значению ориентировочной поверхности теплообмена выбирается конкретный вариант конструкции теплообменника.

Таблица 7.1 – Ориентировочные значения коэффициентов

теплопередачи

K ор

 

 

Вид теплообмена	Коэффициент теплопередачи K ор, Вт/(м2·К), при
	вынужденном движении	свободном движении
От газа к газу (при невысоких давлениях)	10 – 40	4– 12
От газа к жидкости (газовые холодильники)	10 – 60	6– 20
От конденсирующегося пара к газу (воздухо- подогреватели)	10 – 60	6 – 12
От жидкости к жидкости (вода)	800 – 1700	140 – 340
От жидкости к жидкости (углеводороды, масла)	120 – 270	30– 60
От конденсирующегося пара к воде (конден- саторы)	800 – 3500	300 – 1200
От конденсирующегося пара к органиче- ским жидкостям (подогреватели)	120 – 340	60 – 170
От конденсирующегося пара органических веществ к воде (конденсаторы)	300 – 800	230 – 460
От конденсирующегося пара к кипящей жид- кости (испарители)	–	300 – 2500

 

4)

Определяют значение коэффициента теплопередачи и площади по- верхности теплообмена. Для определения коэффициента теплопередачи K орнеобходимо предварительно рассчитать коэффициенты теплоотдачи

и , а также термическое сопротивление самой стенки

rст , на которой в

процессе эксплуатации теплообменника обычно образуется с одной или двух сторон слой загрязнений.

Для вычисления значений и

часто бывает необходимо

знать значение температуры стенки. В таких случаях коэффициенты тепло- отдачи обычно рассчитывают методом последовательных приближений: Для большинства случаев коэффициент теплоотдачи является функцией темпера- туры стенки, которая заранее неизвестна. Поэтому расчет коэффициента теп- лопередачи ведут методом последовательного приближения. Порядок анали- тического расчета следующий:

1) Задаются значением средней температуры стенки со стороны любого теплоносителя исходя из соотношений для температур стенки:

 

tст 1 t1

K

tср ; (7.2)

 

tст 2 t2

K

tср , (7.3)

 

где

tст1,tст 2

– температура стенок теплопередающей поверхности со сторо-

ны горячего теплоносителя и нагреваемой среды;

 

ды;

t1, t2

– средние температуры горячего теплоносителя и нагреваемой сре-

tср – средний температурный напор.

Определение средних температур теплоносителей t1

 

и t2

 

см. [12, 14].

При ориентировочном выборе средних температур стенок следует руково- дствоваться дополнительными соображениями. Например, если 1 > 2 , то

следует ожидать, что

tст1будет близко к значению t1

(формула (7.2)).

2) Определить физические константы теплоносителей, необходимые для вычисления коэффициентов теплоотдачи.

3) Вычислить коэффициент теплоотдачи с той стороны поверхности, температурой стенки которой предварительно задавались (см. формулы (6.1)

– (6.12)).

4) Вычислить плотность потока тепла со стороны теплоносителя, со- прикасающегося со стенкой, температурой которой задавались. Если задава- лись температурой стенки со стороны горячего теплоносителя, то плотность потока тепла определяется по формуле:

 

q1 1(t1

tст1). (7.4)

 

5)

Определить температуру стенки с другой стороны теплопередающей поверхности:

 

tст 2

tст1 q1

rст , (7.5)

 

где

rст

– сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений.

6)

Определить физические константы другого теплоносителя.

7) Вычислить коэффициент теплоотдачи со стороны другого теплоноси- теля от стенки (или к стенке).

8) Вычислить коэффициент теплопередачи по формулам (3.7)-(3.10).

9) Проверить температуру стенок по формулам (7.2)-(7.3). Если расчет- ная температура стенки отличается от принятой на 2-5 %, то расчет можно считать окончательным. При большом расхождении расчет повторяется в этой же последовательности до достижения указанной степени точности.

Указанный метод является аналитическим. Можно применять также графоаналитический метод.