а) інтенсіфікація теплопередачі Шляхом Збільшення Коефіцієнтів тепловіддачі.
З рівняння теплопередачі Q = kFО”t слідує, что при Завдань розмірах стінкі и температурах Рідини завбільшки, яка візначає тепловий Потік, є коефіцієнт теплопередачі k. Альо оскількі при теплопередачі k є характеристикою Складна, тонеобхіднопроаналізувативсіскладові:
В
При = 0 (Длятонкіх стінок):
В
Із рівнянь видно, что коефіцієнт теплопередачі НЕ может буті більшім найменшого а.
При а2 в†’ в€ћ, k в†’ а1
При а1 в†’ в€ћ, k в†’ а2
Если Збільшення БІЛЬШОГО з Коефіцієнтів теплопередачі (а2) практично НЕ Дає збльшення k Збільшення Меншем з Коефіцієнтів а1, в 2-5 разів Дає Збільшення k в 2,5 разів.
б) інтенсифікаціятеплопередачі зарахунокоребрення стінок.
При передачі теплоти через ціліндрічну стінку термічній Опір и
візначається НЕ позбав коефіцєнтом тепловіддачі, альо и розмірамі самих поверхонь. Таким чином, ЯКЩО а мале, то термічній Опір можна збільшити Шляхом Збільшення відповідної поверхні.
Збільшити поверхнею плоскої стінкі, можна Шляхом ребрами. При вікорістанні методом обребрена звітність, Керувати Наступний:
ЯКЩО а1 <<а2, то ореорення поверхні доцільно Проводити зі сторони а1 до тихий ПІР, поки а1, F1, що не досягнено Значення а2, F2, Подалі Збільшення поверхні F1 мало Ефективне. br/>В
Теплопередача через ребристу стінку.
в) інтенсіфікація теплопередачі можлива за рахунок Збільшення &. І. Це можна досягнутості змінюючі температуру теплоносія, або схему руху.
24.4 Принцип розрахунку теплообмінніх апаратів
За принципом Дії ВСІ теплообміннікі могут буті розділені на три групи: рекуператівні, регенератівні и змішувальні.
У рекуперативним теплообмінніках Теплообмін здійснюється через Розділ яючі п ер егор одку.
У регенеративних теплообмінніках передача теплотою здійснюєть ся почерговім оміванням поверхні гарячімі Холодним тепло носієм.
У теплообмінніках змопування Теплообмін здійснюється безпосереднім змішуванням Гаряча і холодного теплоносія.
Зупинимо на розрахунку рекуперативних теплообмінників, Які найчастіше зустрічаються в техніц. При розрахунку теплообмінників могут зустрітіся наступні задачі:
-визначення поверхні нагріву F, яка Забезпечує передачу заданої кількості теплотою;
-визначення кількості теплотою Q Яке может буті надіс при відомій
поверхні F
- визначення кінцевіх температур теплоносіїв при відоміх значень F и Q
Основними розрахунковими рівняннямі для решение поставлеііх завдань є
рівняння теплопередачі:
Q = k в€™ F в€™ Дtсер (24.12)
и рівнданя теплового балансу:
Q = G1c1 (t'1-t'' 1) = G2c2 (t'2-t'' 2)
Де G1 и G1-вітаті гарячогоі холодного теплоносіїв;
c1 и с2-відповідно теплоємності теплоносіїв;
tr1, и ts1, а такоже tr2, и ts2-початкова и кінцева температура Гаряча і холоди ого теплоносіїв.
Оскількі температурами Гаряча і холодного теплоносіїв змінюється, то відповідно змінюється різніця температур. Тому в Формулі (24.12) Використовують О”Дсер-середню різніцю температур. Середня різніця температур поклади від схеми руху теплоносіїв.
. Если Робочі середовища рухаються Вздовж поверхні нагріву в одному напрямі такий Потік руху рідін назівається прямотечійнім, зустрічній паралельний рух рідін назівається протігоком. Если в різніх поверхнях нагріву є Обидва вігадкі руху, такий рух назівається змішанім и ЯКЩО Обидва теплоносії рухаються в взаємно перпендикулярних площинах, такий рух назівається Перехресних
В
Рис. 24.4.1. Схема руху рідін в теплообмінніках. а) прямотечійній, б) протітечійнщ в) змішаний; г, д) Перехресних: 1 - гарячий теплоносій; 2-холодний теплоносій.
середній Температурний напір. Розглянемо теплообмінній апарат, Який працює за схем прямотока.
Нехай у довільному перерізі температурами теплоносіїв tr, и ts Температурний напір:
t'-t '= П„ (24.13)
В
ОґQ = m1cp1 в€™ dt '= m2cp2 в€™ dt'
або
;
Продіференціюємо рівняння (24.13), підставівші в нього Значення dtr I dts
В
В
Позначімо:
В
Тоді:
В
Підставівші Значення ОґQ Із (24.15) у рівняння (24.14), одержимо:
або
Інтегруємо рівняння в межах від t'1-t'2 = П„1 до t'' 1 - t'' 2 = П„2 и от 0 до А знаходимо:
;
Звідки:
(24.16)
Проінтегруємо рівняння (24.15):
Q = (П„1-П„2) n
и підставімо в нього значенняп з рівняння (24.16):
В
де П„1 = t'1-t'2 = Дmax - Максимальний перепад температур для даного теплообмінніка.
П„2...
