змінюється, тобто витрати і склади потоків на вході і виході теплообмінника однакові:
для «холодного» потоку: ;; для «гарячого» потоку:;.
Так як втрати тепла відсутні, то теплове навантаження на теплообмінник визначатиметься з виразу:
,
де
- рушійна сила теплопередачі (середній температурний напір);
F - площа теплообміну;
- коефіцієнт теплопередачі. Якщо для трубок виконується умова, то для розрахунку коефіцієнта теплопередачі можна застосовувати вираз для плоскої стінки, де - товщина стінки трубки;- Тепло-провідність матеріалу стінки трубки.
менша різниця температур; велика різниця температур. Для противоточной схеми руху потоків
Значення змінних вводяться в модель для кожного конкретного випадку (режим течії потоків, конструктивні розміри теплообмінника, матеріали трубок тощо) як константи.
. Блок-схема математичної моделі
1. КРОК: Вводимо вихідні дані в модель.
2. КРОК: Перевіряємо, щоб температура теплоагентом була вищою, ніж нагрівається середовища.
. КРОК: Визначаємо початкові теплоти «гарячого» і «холодного» потоків.
. КРОК: Визначаємо коефіцієнт теплопровідності.
. КРОК: Задаємося кінцевою температурою «холодного» потоку, визначаємо теплоємність «холодного» потоку і знаходимо його теплоту на виході з теплообмінника. Для розрахунку теплоємності i-ого елемента кожного з потоків використовуємо емпіричний поліном, що виражає залежність теплоємності від температури, коефіцієнти полінома для конкретного речовини беруться з довідника. Загальна теплоємність потоків знаходиться за правилом адитивності.
. КРОК: Знаходимо теплове навантаження на теплообмінник і теплоту «гарячого» потоку на виході з нього.
. КРОК: Задаємося температурою «гарячого» потоку на виході з теплообмінника, по цій температурі визначаємо теплоємність потоку, далі, використовуючи знайдену раніше теплоту «гарячого» потоку знаходимо температуру «гарячого» потоку на виході з теплообмінника.
. КРОК: Знаходимо різницю між заданою і розрахованої температурами «гарячого» потоку, і, якщо вона менше заданої точності, то обчислення припиняються, якщо ні - робимо ще одну ітерацію.
. КРОК: Перевіряємо, щоб температура гарячого потоку на виході з теплообмінника була менше температури «холодного потоку», інакше виходимо з програми.
. КРОК; 11. КРОК: Знаходимо велику і меншу різницю температур.
12. КРОК: Знаходимо температурний напір.
13. КРОК: Розраховуємо температурне навантаження на теплообмінник.
. КРОК: Знаходимо різницю між температурними навантаженнями на теплообмінник, знайденими на кроках 6 і 13. Якщо вона менше заданої точності, то моделювання закінчується, інакше переходимо в крок 5, де задаємося нової температурою «холодного» потоку на виході з теплообмінника.
. КРОК: Висновок температур «гарячого» і «холодного» потоків на виході з теплообмінника.
Лістинг М-файлу.
% Модель Одноходовий кожухотрубного противоточного теплообмінника-підігрівача%; ( ПРОГРАМА МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ ТЕПЛООБМІННИКА ); ( Прийняті позначення: Gsh-витрата гарячого потоку на вході; Tsh-температура гарячого raquo ; потоку на вході; Xsh-склад гарячого потоку на вході; Qsh-теплосодержание гарячого потоку на вході; Gsc-витрата холодного потоку на вході; Tsc-температура холодного потоку на вході; Xsc-склад холодного raquo ; потоку на вході; Qsc-теплосодержание холодного потоку на вході; ah-коеф. тепловіддачі гарячого потоку; ac-коеф. тепловіддачі холодного потоку; F-площа теплопередачі; thw-товщина стінки; tw-теплопровідність стінки; kh-число компонентів гарячого потоку; kc-число компонентів холодного потоку. ); ( Змінні Xsh і Xsc повинні містити масиви з номерами кожної складової гарячого і холодного потоків в першому рядку і масовими частками цих состовляющих в другій (! повторення в кожному масиві відсутні, т.е.каждий) .Приклад: [1 2 3; 0.1 0.2 0.7]. ); ( Якщо число параметрів більше 1, то вони вводяться в квадратних дужках через пробіл. Приклад: [1 2 3]. );=input ( Задайте точність: );=input ( laquo ; Введіть в заданому порядку Gsh, Tsh, Gsc, Tsc, ah, ac, F, thw, tw: );
Gsh=parameters(1,1);Tsh=parameters(1,2);Gsc=parameters(1,3);Tsc=parameters(1,4);ah=parameters(1,5);ac=parameters(1,6);F=parameters(1,7);thw=parameters(1,8);tw=parameters(1,9);Tscgt;Tsh;=input(laquo;Введите Xsh: );% складу гарячого потоку
Xsc=input ( Введіть Xsc: );% складу холодного потоку=length (Xsh);% число компонентів гарячо...
