Тепловой расчет конденсатора-испарителя

Для вычисления температуры двухфазной тройной смеси в различных сечениях испарителя и конденсатора используем единую формулу

, (28)

где

B = – 364,65 x ₃ – 345,48 x ₂ – 302,82 x ₁+ x ₃ x ₂ [13,44 – 7,4(x ₂ – x ₃) +

+ 2(x ₂ – x ₃)²] + x ₃ x ₁[93,24 – 58(x ₁ – x ₃) + 27(x ₁ – x ₃)²] + x ₂ x ₁[54,92 –

– 26,1(x ₁ – x ₂) + 8(x ₁ – x ₂)²] +5 x ₁ x ₂ x ₃;

G = 2,4024 x ₃ + 2,5086 x ₂ + 2,8919 x ₁+ x ₃ x ₂[0,084 – 0,0215(x ₂ – x ₃) +

+ 0,0103(x ₂ – x ₃)²] + x ₃ x ₁[0,2864 – 0,157(x ₁ – x ₃) + 0,061(x ₁ – x ₃)²] +

+ x ₂ x ₁[0,194 – 0,086(x ₁ – x ₂) + 0,041(x ₁ – x ₂)²] + 0,004 x ₁ x ₂ x ₃.

Параметры B ¢ и Δ G в свою очередь зависят от диапазона температур, в который попадает искомая температура T:

B ¢ = B ₁ – 7,3 x ₂, Δ G = G ₁ + 0,0839 x ₂ при T < 87,29 K,

B ¢ = B ₁, Δ G = G ₁ при 87,29 K < T < 90,19 K;

B ¢ = B , Δ G =0 при 90,19 K < T < 120 K,

где B ₁ = B – 9,3 x ₃; G ₁ = 0,1028 x ₃.

Для вычисления температур кипения и конденсации по формуле (28) используем подпрограмму temp(p,T,x1,x2) и подпрограмму-функцию tmp(p,B,B1,G,DG). В качестве объемных долей x ₁ и x ₂ при этом используем среднеарифметические значения, вычисленные по объемным долям на входе и выходе из конденсатора-испарителя. В качестве усредненного давления в испарителе с учетом влияния столба жидкости используем p = p _и + 0,5 g , где g – ускорение свободного падения, м/с². В дальнейших расчетах при определении теплофизических свойств в различных каналах аппарата используем среднюю температуру в этих каналах.

Температурный напор на стороне конденсации (К) [4]

, (29)

где – кинематическая вязкость, м²/с, – теплопроводность жидкой смеси, Вт/(м×К).

Температурный напор на стороне кипения (К) [4]

, (30)

где M _ж – массовый расход жидкости на входе в парогенерирующий канал, кг/с, M _ж = w ₀ f .

Здесь f = (b ₁ – 2 b ₃)(s _и – δ_и)(l _и – δ_и)/ s _и – площадь поперечного сечения канала кипения; – теплоемкость смеси, Дж/(кг×К); Re и Re _F – число Рейнольдса и модифицированное число Рейнольдса потока массы от теплообменной поверхности, соответственно

. (31)

Температурный напор в проставочном листе (К)

, (32)

где – коэффициент теплопроводности материала стенки.

Далее приведены общие для конденсатора и испарителя формулы (индексы «к» и «и» опускаем):

коэффициент теплоотдачи (Вт/м²К)

; (33)

параметр ребра канала (м^–1)

; (34)

КПД ребра канала

; (35)

площадь рабочей поверхности канала (м²)

; (36)

площадь рабочей поверхности ребер в канале (м²)

; (37)

КПД поверхности канала

; (38)

эффективная площадь поверхности теплоотдачи (м²)

F = F _пп. (39)

Уравнения (28) – (39), записанные для конденсатора и для испарителя, совместно с уравнениями (1) – (3) составляют систему уравнений для вычисления температур, температурных напоров, тепловых потоков и поверхностей конденсатора-испарителя.

Дата добавления: 2014-01-15