вняння теплопередачі і, вирішивши його відносно Q, Вт, отримаємо:
(в)
Підставляючи отримане значення Q в рівняння (б), знайдемо шукані температури теплоносіїв на виході з апарату.
Прямоточна схема руху теплоносіїв
Зміна температури первинного теплоносія:
В
Вираз
В
є функцією тільки й може бути заздалегідь розраховано і табульованих.
Зміна температури вторинного теплоносія:
.
Остаточно можна записати так:
В
.
Кількість переданої теплоти:
.
Протиточний схема руху теплоносіїв
,
Де
.
6. Гідромеханічний розрахунок ТА
Основне завдання гідромеханічного розрахунку ТА-визначення втрати тиску теплоносія при проходженні його через апарат.
Повний перепад тиску, необхідний при русі рідини чи газу через теплообмінник:
,
де сума опору тертя на всіх ділянках поверхні теплообміну (каналів, пучків труб, стінок та ін); сума втрат тиску в місцевих опорах; сума втрат тиску, обумовлених прискоренням потоку; сумарна витрата тиску на подолання Самотяга.
Втрати тиску на подолання сил тертя при течії нестисливої вЂ‹вЂ‹рідини в каналах на ділянці безвідривного руху в загальному випадку:
,
де l-повна довжина каналу; d-гідравлічний діаметр, який у загальному випадку шукається як (f-поперечний переріз каналу; u-периметр поперечного перерізу); та w-середня щільність рідини або газу в каналі, кг/м, і середня швидкість, м/с;-коефіцієнт опору тертя.
Місцеві опору визначаються за формулою
,
де-коефіцієнт місцевого опору; вимірюється в Па.
Втрата тиску, обумовлена ​​прискоренням потоку внаслідок зміни об'єму теплоносія при постійному перерізі каналу,
,
де і-швидкість, м/с, і щільність газу, кг/м, відповідно у вхідному і вихідному перетинах потоку.
Якщо апарат повідомляється з навколишнім середовищем, необхідно враховувати опір Самотяга:
,
де h-відстань по вертикалі між входом і виходом теплоносія, м;
і-середні щільності теплоносія і навколишнього повітря, кг/м; вимірюється в Па.
Знак + береться при русі теплоносія зверху вниз, - при русі знизу вгору.
Гідравлічний опір зумовлює потужність, необхідну для переміщення теплоносія через ТА.
Потужність N, Вт, на валу насоса або вентилятора:
,
де V - об'ємна витрата рідини, м/с;
G - масова витрата рідини, кг/с;
- повний опір, Па;
- щільність рідини або газу, кг/м;
- к.к.д. насоса або вентилятора.
При виборі оптимальних форм і розмірів поверхні нагрівання теплообмінника приймають найвигіднішому співвідношення між поверхнею теплообміну і витратою енергії ...
