Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Чечеткин А.В. -> "Теплотехника" -> 81

Теплотехника - Чечеткин А.В.

Чечеткин А.В. Теплотехника: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов — М.: Высш. шк., 1986. — 344 c.
Скачать (прямая ссылка): teplotech.pdf
Предыдущая << 1 .. 75 76 77 78 79 80 < 81 > 82 83 84 85 86 87 .. 125 >> Следующая

Q = jkAtdF. (2.376)
F
220
ГДЕ
При постоянном коэффициенте теплопередачи б = /с| Дгс1Р = /сДГСр?,
?
Агср — —
(2.377)
(2.378)
Величина А?ср называется средним температурным напором или средней разностью температур. Значение Дгср зависит от схемы взаимного движения теплоносителей. Если направления движения теплоносителей совпадают, то такое течение называют прямотоком. На рисе. 2.73, а — г показаны различные схемы движения.
Для определения Дгср прямотока воспользуемся уравнением теплопередачи для элемента поверхности с!? (рис. 2.74) и уравнением теплового баланса:
dQ = k^tdF; (а)
д<2= ~ тхсхд*1\ (б)
с!{2 = т2с2 агг, (в)
где си с2 — удельные теплоемкости теплоносителей, ДжДкг • К); ти т2 — массовые расходы теплоносителей, кг/с.
Знак в уравнениях (б) и (в) разный, потому что для прямотока при увеличении поверхности на &? в направлении х температура горячего теплоносителя понижается, а холодного увеличивается.
Из уравнений (б) и (в) определяем
1 1
- аг2 = с! (Ас) = -
т\С\
т2с2
ск2; йй = -
сЦДг)
(г)
где А —
1
+
1
тхсх т2с2 Интегрируя выражение (г), получим
<2 =
Д'б
а (до =

Рис. 2.73. Схемы движения теплоносителей: прямоток (я); противоток (б); смешанный (в) и перекрестный (г) ток
Рис. 2.74. Характер изменения температур теплоносителей при прямотоке
221

Рис. 2.75. Характер изменения температур при противотоке
где Агб — большая разность температур на входе в теплообменник; Дгм — меньшая разность температур на выходе из теплообменника.
Решим уравнение (г) совместно с уравнением теплопередачи (а), тогда получим
ЫТ = с!<2/Аг = - а (Дг)/(Л Дг). (е)
Интегрируем полученное выражение по поверхности ? в пределах граничных значений температурного напора Аго — Агм и получаем
1 ГЛ'б а (АО .
к?
kdF = - — F А
At
1 , Агб
=---in -—.
А AtM
(ж)
Из полученного уравнения (ж) следует, что в любом промежуточном сечении теплообменника, соответствующем поверхности Fx, значение температурного напора Atx может быть найдено по одному из известных значений Дг:
- AkFx = In (Дг*/Аг).
Из последней формулы следует, что температурный напор изменяется по длине тепл©обменного аппарата по экспоненциальному закону: Atx = Ar exp (—А kFx),
Подставим полученные значения Q (д) и kF (ж) в уравнение теплопередачи (2.378) и получим окончательную формулу:
ДА* = Q/(kF) = (Are - Дгм)/1п (Дгб/Агм), (2.379)
где Агб = t\ - г'2; Агм = t'i - t'l
Для противотока вывод аналогичен и выражение для Агср имеет тот же вид:
Дгср = (Дгб - Дгм)Дп (Агб/Дгм),
где Arg и Дгм — граничные температурные напоры Агб = t'[ — t2; Arм = t\ — - t\ (рис. 2.75).
При одинаковых температурах теплоносителей среднелогарифми-ческий температурный напор Агср для противотока всегда больше, чем для прямотока. При постоянной температуре одного из теплоносителей средние температурные напоры при прямотоке и противотоке одинаковы. Если Are/Ar« < 2, можно вместо среднелогарифмического использовать среднеарифметическое значение температурного напора
Агср = (Агб + Дгм)/2. (2.380)
Ошибка составляет 4%, что допустимо для прикидочных технических расчетов.
Для более сложных схем движения теплоносителей (смешанное, перекрестное и др.) средний температурный напор меньше Агср противо
222
ДгСр — Є Лґср.пр,
тока и рассчитывается по формуле
(2.381)
где е — поправка, определяемая графически по справочникам как функция температур теплоносителей е = / (Р, Л), где
Р = Иг - 1Ш'г - Я = {?х - Г[)/(('г - Я).
В качестве примера на рис. 2.76, а, б, приведены графики для двух схем сложных теплообменников.
В зависимости от цели расчет может быть проектировочным или проверочным. В первом случае определению подлежат поверхность теплообмена и основные конструктивные характеристики, во втором случае искомыми являются температуры теплоносителей; начальные — на входе в теплообменный аппарат или конечные — на выходе из аппарата.
При проектировочном расчете теплообмениого аппарата выбирают диаметры труб по ГОСТу, а также задают оптимальные скорости теплоносителя. Коэффициент теплопередачи подсчитывают предварительно по формуле (2.14) или задают его значение по опытным данным. Определив по формуле (2.369) поверхность нагрева, скомпонованного из труб теплообмениого аппарата, подсчитывают число труб и их длину / по формуле ? = %й 1п.
Сечение труб /, необходимое для обеспечения объемного расхода теплоносителя Ус со скоростью м>: / =
При продольном обтекании труб поток теплоносителя может про-
б 0,3 О/
0,7
0,6 0,5
N
Л
\ * V
I
1 1
' 0 0,1 0,2 0^ Ор 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Р

О 0,7 0,2 0,5 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Р

Рис. 2.76. Графики определения поправки е(Р, К)
223
текать как внутри, так и снаружи труб. Живое сечение для движения потока внутри труб подсчитывается по формуле
/вя = ппй2т/4;
для внешнего продольного обтекания трубного пучка:
/нар = (Я^г - 71Л2ар/4) П,
где п— число труб рассчитываемого участка; 51 и 52 — шаг между трубами, м.
При поперечном обтекании пучка труб
Предыдущая << 1 .. 75 76 77 78 79 80 < 81 > 82 83 84 85 86 87 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed