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
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.