Определение средних температур теплоносителей и средней движущей силы в процессе теплообмена

Закон аддитивности сопротивлений теплообмена

Расчет коэффициента теплообмена.

Теплообмен это более общий процесс, по сравнению с тепло передачей. При теплопередаче рассматривается только один теплоноситель, который либо отдает, либо принимает тепло. При теплообмене рассматривают одновременно два теплоносителя, один из которых тепло отдает, а другой его принимает. Таким образом общая скорость теплообмена зависит от обоих теплоносителей и соответсвует тому процессу, скорость которого ниже. Т.е. для для процесса теплообмена характерна аддитивность(сложение) сопротивлений теплопередачи.

K – коэффициент теплообмена.

Рассмотрим процесс теплообмена между двумя теплоносителями через двухслойную плоскую стенку:

– коэффициент теплопередачи в первом теплоносителе

– коэффициент теплопередачи во втором теплоносителе

– коэффициенты теплопроводности

– толщины

Сравним это уравнение с основным уравнением теплообмена, видно, что:

В случае наличия в трубах теплообменника дополнительных сопротивлений теплопередачи они вносятся как аддитивные члены уравнения. Из уравнения видно, что в значения коэффицинтов теплообменника наибольший вклад вносят те элементы, которые имеют минимальный коэффициент тплопередачи.

Возможны два варианта усреднения температур и движущей силы.

Первый вариант связан с расчетом среднй температуры теплоносителей.

Для этого случая подключения теплообменников видно, что в начале движущая сила теплообмена очень велика, в конце теплообмена – мала. Такой вариант подключения называется прямотоком.

Приминение средне арифметического оправдано лишь при небольшом изменении температуры носителей. Если начальная и конечная температура отлична более чем в два раза, то

Следующий вариант усреднения связан с нахождением среднедвижущей силы теплообмена.

Прямоточный вариант подключения оправдан в двух случаях:

1. Когда необходимо добиться системного охлаждения на коротком теплообменнике(для прямоточного подключения никогда не используют длинные теплообменники).

2. В случае прямоточного подключения конденсат близок по температуре входящего пара. Это желательно при использовании обратных холодильников.

Сохранить постоянство движущей силы возможно при противоточном подключении.

Поскльку движущая сила от длины не зависит, то в этом случае оправдано использование длинного теплообменника.

Кроме того этот вариант позволяет получить холодный конденсат.

Аппарат для перегонки.Прямоточный способ Кипячение с обратным холодильником-прямоток

Существует еще третий вариант подключения теплообменника, который называется перекрестны ток.

Кожухо трубчатые.

Внешний цилиндр – кожух. Один из теплоносителей течет по трубам, другой по межтрубному пространству. Видно, что ткмпература практически не меняется по длинне трубок с

Это промежуточный вариант между прямотоком и противотоком.

Дата добавления: 2014-01-03