Оі 0 Оі n
Малюнок 3.6. - Схема елемента теплообмінної поверхні
(3.8)
де d i - товщина i - Го шару;
l i - коефіцієнт теплопровідності i - го шару;
t г , t н - Температура газу в робочому просторі і температура насичення відповідно;
a п - коефіцієнт тепловіддачі до пароводяної суміші;
q конв , q изл - Конвективна і промениста складова теплового навантаження на теплообмінну поверхню.
Рішення системи рівнянь (3.8), нелінійної через залежність l i = l i (t) і присутності в граничних умовах променистої складової q изл , вимагає організації ітераційного процесу. Це пов'язано з тим, що від параметрів шуканого поля температур залежать теплофізичні характеристики та інтенсивність променистого теплообміну (~ Т 4 г ). Багаторазове використання одного алгоритму для знаходження рішення (ітераційний процес) зручно здійснювати за допомогою ЕОМ. Розглянемо більш докладно алгоритми розрахунку характеристик випарного охолодження розглянутого елемента теплообмінної поверхні.
З рішення системи рівнянь (3.8) можна визначити тепловий потік, що проходить через багатошарову стінку
(3.9)
- коефіцієнт радіаційно - конвективного теплообміну. ​​
Для зручності подання прийнято
(3.10)
Вираз, визначальне щільність променистого теплового потоку, приведено до формі Ньютона - Рихмана
(3.11)
Таким чином, для розрахунку за формулою (3.9) необхідно розрахувати коефіцієнти переносу з робочого простору, через теплообмінну систему і до охолодному тракту.
Визначення коефіцієнтів переносу
А. Теплообмін з обсягу печі (газова сторона). p> Перенесення енергії від гарячих газів до теплообмінної поверхні балки здійснюється як конвекцією, так і випромінюванням. Сумарний коефіцієнт тепловіддачі представлений у вигляді
В
- коефіцієнт конвективного теплообміну;
- наведений коефіцієнт теплообміну випромінюванням.
Для вибору критеріального рівняння (гл. 2) необхідно розрахувати критерії
- критерій Прандтля;
- коефіцієнт кінематичної в'язкості;
- коефіцієнт температуропровідності газів;
- критерій Рейнольдса;
- критерій Нусельта;
- при температурі стінки або
(3.12)
Таким чином, для визначення потрібні наступні характеристики суміші газів,,, розрахунок див. розділ 2.3. ,,, - Вибираємо по довідниках [2], [3]. p> Коефіцієнт температуропровідності визначимо за формулою:
В
Визначення наведеного коефіцієнта теплообміну випромінюванням см. 3.1. Б. Теплообмін зі боку охолоджуючої води див. розділ 2.4.
Порядок розрахунку
Коефіцієнти переносу є функцією невідомих параметрів температури стінки і питомої щільності теплового потоку. Оскільки в цьому випадку одержання аналітичного рішення скрутно, скористаємося методом послідовних наближень для знаходження інженерного рішення:
задаємося в першому наближенні;
по заданому матеріалу балки, робочій температурі і складу накипу вибираємо [3, 5];
розраховуємо коефіцієнти теплообміну; (гл. 1, 2, 3);
по відомим термічним опорам теплопередачі розраховуємо і отримуємо в другому наближенні (Гл.1);
перевірка закінчення ітераційного процесу.
В
якщо умова не виконується, повторюємо розрахунок, починаючи з вибору;
після закінчення ітераційного процесу розраховуємо вихід насиченої пари;
перевірка на стійкість [3], [5], [6].
В
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Вукаловіч М. П. Термодинамічні властивості газів. - М.: Машгиз; 1959. - 457 С.
2. Кутателадзе С. С., Борішанскій В. М. Довідник з теплопередачі. - М.: Гостехиздат, 1959. - 414 С.
3. Казанцев Є. І. Промислові печі. - М.: Металургія, 1975. - 368 С.
4. Міснар В. Д. Теплопровідність твердих тіл, газів і рідин. - М.: Наука, 1973. - 445 С.
5. Ісаченко В. П. Теплопередача. - М.: Енергія, 1969. - 439 С.
6. Рівкін С. Л., Александров А.А. Теплофізичні властивості води і водяної пари. - М.: Енергія, 1980. - 80 С.
7. Крейт Ф., Блек У. Основи теплопередачі. - М.: Мир, 1983. - 511с. br/>
