Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
8. Для простых инженерных расчетов возможно применение упрощенных методик. Известные в настоящий момент инженерные методы расчета делятся на две группы.
Первая группа включает методы, основанные на использовании поправочного коэффициента . Значение этого коэффициента выражают как функцию отношения водяных эквивалентов теплоносителей A=Goco/Gвcв и параметра пропорционального изменению температуры одного из теплоносителей
, (2.35)
где – средняя по объему (эффективная) разность температур; – среднелогарифмическая разность температур.
Данная группа методов более эффективна для организации проектных расчетов при определении требуемой поверхности теплообмена , где Q – количество передаваемой теплоты, k – коэффициент теплопередачи.
Вторая группа основана на использовании функции тепловой эффективности Ф (NTU – метод или S метод, оценивающий габариты теплообменника с учетом участвующего в процессе теплообмена вещества, где NTU, S – число единиц переноса тепла) и более ориентирована на поверочные расчеты.
Рассмотрим далее более подробно последнюю группу.
Эффективность теплообменника в соответствии с выражает соотношение между фактическим переданным количеством теплоты Qо =Qв и тем максимально возможным количеством теплоты Qmax, которое может быть передано в идеальном теплообменнике, т.е. теплообменнике с идеальной схемой тока (противоток) и бесконечно большой поверхностью теплопередачи. При заданных входных рабочих параметрах (Тон, Твн, , ) полностью определяет условия теплопередачи в теплообменнике, характеризуя его КПД:
,
.
При A=/<1 и, следовательно,
, (2.36)
где Ф – функции тепловой эффективности.
При А=/>1 и, следовательно,
(2.37)
где Ф – функции тепловой эффективности может быть определена [25]
, (2.38)
где , – функция водяных эквивалентов; S=kF/Gc – число единиц переноса тепла; p – индекс противоточности; G – массовый расход среды; F – площадь теплообменной поверхности. k – коэффициент теплопередачи.
Для решения сформулированных выше задач необходимы два вида расчета проектный (проектно-конструкторский) и поверочный. Первый заключается в определении конструктивных и схемных параметров ТА при заданных значениях параметров теплообменивающихся сред для расчетного режима работы КУ (при расчетной температуре атмосферного воздуха), а второй – в определении неизвестных значений параметров сред при известных значениях конструктивных и схемных параметров ТА для любого режима работы КУ. Рассмотрим их особенности.
Оба расчета должны базироваться на математическом описании процессов теплообменов в ТА. При этом для проведения проектного (проектно-конструкторского) расчета необходимо предварительно найти геометрические размеры ТА и его компоновку при осредненных значениях параметров с учетом дополнительных ограничений. Далее с целью уточнения этих параметров, полученный ТА разбивается на расчетные теплообменные элементы и производится поочередный расчет с учетом принятых условий однозначности и уравнений взаимосвязи. Расчет ТА целесообразно начинать с тех теплообменных элементов, для которых значения входных (или выходных) параметров теплообменивающихся сред известны из заданных условий однозначности.
Определяющим в выборе последовательности расчета ТЭ является направление движения отдающей среды в ТА. При этом случае отсутствия значений параметров воспринимающей среды для выбранных ТЭ они задаются и в дальнейшем уточняются. После расчета теплообменных элементов, входящих в ТА, уточняются размеры ТА и весь расчет повторяется до достижения требуемой точности.
В отличии от описанного проектного расчета, при поверочном не требуется уточнения размеров ТА (уточняющие итерации осуществляются только по неизвестным параметрам теплообменивающихся сред в каждом ТЭ и ТА в целом). Но, вместе с тем, для формирования целесообразного набора ТЭ, поверочный расчет ТА необходимо начинать при .
Тогда упрощенный инженерный поверочный расчет теплообменника может быть организован в виде следующего итерационного алгоритма.
1. Определение геометрических параметров каналов, проходных сечений трактов движения и площадей теплообменной поверхности теплообменивающихся сред.
2. Расчет теплофизических свойств по средним температурам и давлениям сред (для первой итерации это начальные температуры и давления).
3. Определение скоростей сред с учетом заданных расходов и проходных сечений.
4. Определение критериев Рейнольдса, Нуссельта и коэффициентов теплоотдачи теплоносителей.
5. Расчет параметров эффективности ребра и коэффициентов теплопередачи.
6. Определение тепловой эффективности Ф и конечных температур сред.
7. Уточнение средних температур сред и по необходимости перерасчет свойств, скоростей, коэффициентов теплопередачи и конечных температур сред (пункты 2–7).
8. Расчет потерь давления теплоносителей.