Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Загрузка...

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Схемы движения теплоносителей в ТА. Температурный напор

Классификация ТА

Пример расчета тепловой трубы

Тепловая труба изготавливается из меди, теплоноситель вода, внешний диаметр трубы , внутренний , толщина фитиля . Фитиль выполнен из медной сетки пористостью , радиус капиллярных пор , коэффициент эффективной теплопроводности фитиля . Коэффициент проницаемости фитиля . Длина конденсатора . Тепловая труба горизонтальная , в зоне испарения соблюдаются граничные условия 2 рода (). На внешней поверхности конденсатора граничные условия 3 рода. Охлаждение конденсатора осуществляется потоком воздуха с температурой и постоянным коэффициентом теплоотдачи от трубы воздуху . Найти температуру поверхности испарителя и конденсатора, а также максимальный тепловой поток, ограниченный капиллярными силами .

Решение:

1) температура поверхности конденсатора определяется из выражения:

2) Полное термическое сопротивление стенки трубы и фитиля в зоне конденсации

В первом приближении в зоне испарения принимаем такие же R, как в зоне конденсации

3) температура поверхности испарителя

4) Площадь поперечного сечения канала

5) площадь поперечного сечения фитиля

6) Физические свойства теплоносителя вода и водяной пар определяем по средней температуре испарителя и конденсатора

По этой температуре физические свойства воды и водяной пар в примере

Скрытая теплота парообразования

7) Максимальный тепловой поток, ограниченный капиллярными силами

Таким образом тепловая труба при заданной геометрии и режимных параметрах имеет максимальную теплопередающую способность, ограниченную капиллярными силами , что в 2,56 раза больше заданного

 

 

Тема 5. Теплообменные аппараты (ТА)

Теплообменный аппарат – устройство, предназначенное для передачи тепловой энергии от боле нагретого теплоносителя к менее нагретому (холодному).

 

По способу передачи теплоты ТА подразделяются на:

· рекуперативные;

· регенеративные;

· смесительные;

· с внутренними источниками теплоты;

· специальные (компактные ТА).

 

В рекуперативных ТА теплообмен между теплоносителями осуществляется за счет теплопроводности, конвекции и, может быть, излучения через разделяющую их поверхность теплопередачи. (конденсаторы, подогреватели, каллориферы, конвекторы, парогенераторы, радиаторы и т.д.).

Регенеративные ТА – это такие теплообменные аппараты, в которых одна и та же поверхность нагрева (насадка) через определенные промежутки времени омывается то горячим, то холодным теплоносителем. К ним относятся воздухоподогреватели мартеновских и доменовских печей, паровых котлов нВ твердом топливе (регенераторы) и регенераторы ГТУ (газотурбинных установок). Насадка работает в нестационарном режиме: сначала она нагревается, когда через нее проходит горячий теплоноситель, а затем охлаждается, отдавая теплоту холодному теплоносителю.



В смесительных ТА передача теплоты осуществляется при непосредственном соприкосновении или смешении горячего и холодного теплоносителей. Пример: смесительные подогреватели питательной воды (ПНД – подогреватель низкого давления) на ТЭС, градирни ТЭС (охлаждающая вода из конденсатора охлаждается окружающим воздухом, тут присутствуют процессы тепло- и массообмена, т.к. капли воды испаряются в воздух).

С внутренними источниками теплоты – это электроводонагреватели (бойлеры), электрокотлы, ядерные и химические реакторы.

Специальные (компактные) ТА – это эффективные ТА на тепловых трубах, матричные ТА, капельные и струйно-капельные излучатели.

 

Различают следующие схемы движения теплоносителей:

1) прямоток (направление греющего и нагреваемого теплоносителей совпадают); индекс 1 – греющий теплоноситель, индекс 2 – нагреваемый.

2) противоток. Самый эффективный т.к. температура нагреваемого теплоносителя на выходе из ТА (t2’’) может быть больше температуры греющего теплоносителя на выходе из ТА (t1’’), что невозможно при прямотоке.

3) перекрестный ток;

4) смешанный ток;

5) многократный смешанно-поперечный ток.

 

Рассмотрим прямоточный ТА или прямоток.

Предварительно запишем уравнение теплового баланса ТА: количество теплоты, отданное греющим теплоносителем, равно количеству теплоты, воспринятым нагреваемым теплоносителем, с учетом потерь теплоты в ОС:

 

(1)

Если теплоноситель изменяет свое агрегатное состояние (либо конденсируется, либо кипит), то уравнение теплового баланса ТА записывается через разность теплосодержаний (энтальпий):

 

коэффициент сохранения теплоты >0,98.сителя на

Введем понятие водяной эквивалент или полная теплоемкость массового расхода теплоносителя – представляет собой произведение массового расхода теплоносителя на удельную теплоемкость:

 

Водяным эквивалентом называют такой расход воды, который переносит столько же теплоты, сколько 1 кг действительно теплоносителя ( в час или в секунду). Тогда уравнение теплового баланса через водяные эквиваленты будет:

(2)

Из (2) следует:

(3)

Отношение водяных эквивалентов обратно пропорционально разности температур теплоносителя (чем больше W, тем меньше изменяется его температура по поверхности).

Рассмотрим температурный график для прямотока:

Рисунок 5.1 – к определению среднего температурного напора

 

В общем случае, температура вдоль поверхности теплообмена изменяется по экспоненте и без вывода температурный напор уменьшается по экспоненте:

 

… ………………..(4)

 

k – коэффициент теплопередачи ТА;

F – поверхность теплопередачи ТА;

 

В общем случае температурный напор может быть определен как средняя логарифмическая величина:

 

(5)

Если то с точностью до 3 % Δtср можно считать как Δtср.ариф

(6)

 

Формулы 5 и 6 справедливы для прямотока и противотока. И при противотоке Δtср. – максимальный , следовательно из уравнения теплопередачи

(7)

 

в противоточном ТА будет меньшей поверхность и следовательно, меньше капитальные вложения.

k – считается как для плоской многослойной стенки:

 

K рассчитывается даже для кожухотрубного ТА, где поверхность сделана из маленьких труб, когда (d2/d1) ≤ 2/

Для других схем движения вводится поправка на схему движения теплоносителяи Δt рассчитывается по выражению:

 

(8)

берется в справочниках по графикам

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Схемы движения теплоносителей в ТА. Температурный напор

Дата добавления: 2013-12-11; Просмотров: 553; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.166.174.48
Генерация страницы за: 0.011 сек.