Использование дополнительного фреонового цикла на тепле отработанных в двигателе внутреннего сгорания выхлопных газов, страница 7

В частности для сеточно- поточных пластин с пересекающимися наклонными к оси симметрии гофрами ПР- 0,5 Е, при турбулентном режиме течения рабочей среды для области Re от 50 до 20000 действительны расчетные уравнения:

При ламинарном режиме течения при 0,1 < Re < 50.

Приведенные формулы справедливы для различных рабочих сред при изменении числа Прандтля от 0,7 до 5000.

При обогреве конденсирующимся паром в каналах из этих пластин при температурном напоре между паром и холодной стенкой градусов Цельсия.

здесь  – критерий Нуссельта;  – критерий Галилея;  – критерий конденсации;  и  - плотность пара при данном давлении и плотность конденсата.

При медленном движении пара в этих каналах и градусов Цельсия удовлетворительные результаты даёт следующее уравнение:

У модернизированной конструкции пластины ПР- 0,5М гидравлическое сопротивление благодаря модернизации входных и выходных участков канала уменьшено и описывается формулами:

При конденсации движущегося пара в каналах из пластин ПР-0,5 М при градусов Цельсия получено уравнение:

Для расчета гидравлических сопротивлений сетчато- поточных пластин ПР-0,3 получены формулы:

При конденсации движущегося пара для этих пластин:

За определяющий размер в критериях Nu и Re принята приведенная длина пластины .

Сетчато- поточные пластины в ёлку ПР- 0,2 (квадратные) с наклонными гофрами треугольной формы при сборке в пакет устанавливают повернутыми в плоскости пластины одна относительно другой на 90°.

Теплоотдача при турбулентном режиме:

Гидравлические сопротивления:

При проектировании сложных компоновочных решений пластинчатых аппаратов требуется предварительно рассчитать рациональную скорость каждой среды, чтобы можно было определить коэффициенты теплоотдачи и достаточно точно уложиться в заданный располагаемый напор.

Взаимосвязь гидравлических, тепловых и геометрических параметров теплообменного аппарата, имеющего сложную схему компоновки каналов, может быть выражена следующим уравнением, связывающим известные в теории теплообмена критерии:

Где  – критерий Эйлера для одного пакета;  – критерий Фруда или отношение удельной кинетической энергии потока к запасу потенциальной энергии жидкости при входе ее в аппарат;  – величина, характеризующая отношение удельного теплосодержания потока к интенсивности теплоотдачи;  ;   – симплекс, характеризующий условия подобия температурных режимов;  – симплекс геометрического подобия, выражающий степень тонкослойности потока.

Для построения рационального метода расчета теплообменников целесообразно приведенное выше уравнение решить относительно скорости :

Соответственно для второй рабочей среды это уравнение имеет вид:

Пользуясь приведенными выше формулами можно в самом начале теплового расчета вычислить рациональную скорость потока рабочей среды, которая в дальнейшем обеспечит соответствие заданного располагаемого напора к фактическому.

При расчете, описанном на приведенной формуле, метод последовательного приближения в принципе не исключается, однако обычно надобность в повторном расчете отпадает.

Выбор предполагаемого коэффициента теплоотдачи α и коэффициента сопротивления ξ на первый взгляд кажется трудным, однако практика применения метода показала, что уже при небольшом навыке расчеты аппаратов по данным формулам осуществляются легко и уверенно с одного раза. Следует иметь в виду, что назначение предполагаемой величины α чисто вспомогательное, так как она не используется для расчета рабочей поверхности.

Кроме того, использование приближенных значений α и ξ в расчете скорости происходит в благоприятных условиях, потому что из возможного отклонения выбранных значений от истинных извлекается кубический корень и погрешность полученного значения скорости будет соответственно уменьшена.

В дальнейшем расчете вычисляется действительное значение по критериальным уравнениям, и влияние этой погрешности оказывается совсем малым, поскольку коэффициент теплоотдачи изменяется пропорционально скорости в степени 0.6 – 0.8 .