Другие предметы \ Теплотехника

Краткий справочник по теплообменным аппаратам, страница 6


12                 Основы расчета теплообменных аппаратов        [Гл. I


Приведенные формулы применимы лишь к двум наиболее про­стым схемам движения теплоносителей (прямоток и противоток), причем для случаев, когда .можно принять независимость водяных эквивалентов теплоносителей от температуры. Точно определить значение коэффициента теплопередачи, не зная конечных темпера­тур теплоносителей нельзя. Поэтому часто использование формул (1-11) — (1-14) не дает достаточно точных результатов. Для полу­чения точных результатов поверочный расчет необходимо вести по методу последовательных приближений. По этому методу задаются значениями конечных температур и производят конструктивный рас­чет— определяют поверхность теплообмена. Правильно выбранными ■конечными температурами считают такие их значения, расчет по которым дает расчетную поверхность теплообмена, совпадающую с действительной поверхностью.

При теплопередаче с конденсацией пара первичного теплоноси­теля расчет температуры вторичного теплоносителя на выходе из теплообменного аппарата производится по формуле

kF

t'2 =ta-(ta-t'2)e  *■ ;                                          (1-15)

при кипении жидкости

kF

t" =tB + (t[-ta)e   ^ ,                                         (1-16)

где fj и t'2—начальные температуры теплоносителей, не изменяю­щих агрегатного состояния, "С; tH — температура насыщения, °С; k — коэффициент теплопередачи, ккал/м^-ч-град. Wt и W2 — водяные эквиваленты теплоносителей, не изменяющих агрегатного состояния, ккал/ч-град? F — поверхность теплообмена, м1.

Тепловой расчет теплообменных аппаратов периодического   действия.

Если температура одного теплоносителя не изменяется (напри­мер, нагревание продукта за счет тепла конденсирующегося пара), то расчет производится по следующим формулам:

Q = Gscim (t'2r —1'2) t\n = D (i — iK) -z [ккал\;         (1-17)
Q = kFAtCT,t [шал],                                (1-18)

где G2 — количество продукта в аппарате, кг; t2 и t2' — начальная и конечная температуры продукта, °С; с2т — средняя теплоемкость продукта, ккал\кг-град\

D — часовой расход греющего пара, кг 1ч; i и гк — начальная и конечная энтальпия греющего пара, ккал\кг;

г — продолжительность процесса теплообмена, ч. Поверхность теплообмена при конструкторском расчете может быть определена по формуле

F                             ln4 []

ят       г„ —12

где tn — температура насыщения греющего пара, °С,

^4  *»],                                 (1-19)


§ 1-2}       Тепловые расчеты теплообменных аппаратов

Конечная,температура продукта при поверочном расчете

t'2' = /„ - (ta — t'2)е~ °2с2т .                                 (1-20)

Средняя температура нагреваемого продукта

^Р-/„-   *а' —^                                               (1.21)

Расход греющего пара

D = kFtJLZtl.e~'^.                                           (1-22)

При одновременном изменении температур обоих теплоносите­лей во времени, а одного из них— и вдоль поверхности напрева расчет гораздо сложнее и в предположении постоянства во време­ни расхода охлаждающего теплоносителя при введении в расчет средних значений (по времени и вдоль поверхности теплообмена) коэффициента теплопередачи проводится на основании следующих зависимостей [Л. 18]. Уравнение теплового баланса

Q = Gtct (t[ -1[') vjn = WA»«,t [тал].                          (1-23)

Уравнение теплообмена

Q = kFAtcpi [тал],                                     (1-24)

где

Gi—вес охлаждаемой среды, кг

W—водяной эквивалент охлаждающей среды, кка,л\ч,-град\ ДЭср= t'2'—1'2 — среднее изменение температуры охлаждающей среды в процессе, °С.

Для времени dx

dQ^Wt&dt — kFbtdv,                                     (l-24a)

откуда

да kF

(125)

Величина х для данного случая постоянна согласно принятым ранее допущениям о постоянстве коэффициента теплопередачи и расхода охлаждающего теплоносителя.

Вводится понятие характеристики теплообменного аппарата

^7^ г, — г2

Скачать файл