Теплообменные аппараты

Теплообменным аппаратом называется всякое устройство, в ко­тором осуществляется процесс передачи тепла от одного теплоносителя к другому. Такие аппараты многочисленны и по своему технологическому назначению и конструктивному оформлению весь­ма разнообразны. По принципу действия теплообменные аппараты могут быть разделены на рекуперативные, регенеративные и сме­сительные.

Специальные названия теплообменных аппаратов обычно определяются их назначением, например паровые котлы, печи, водоподогреватели, испарители, пароперегреватели, конденсаторы, деаэраторы и т. д. Однако, несмотря на большое разнообразие теплообменных аппаратов по виду, устройству, принципу действия и рабочим телам, назначение их в конце концов одно и то же, это - передачи тепла от одной, горячей жидкости, к другой, холодной. Поэтому и основные положения теплового расчета для них остаются общими.

Тепловой расчёт теплообменного аппарата может быть конструкторским, целью которого является определение поверхности теплообмена, и поверочным, при котором устанавливается режим работы аппарата и оп­ределяются конечные температуры теплоносителей. В обоих случаях основными расчетными уравнениями являются: уравнение теплопередачи:

Q = kF (t₁ – t₂), (3.42)

и уравнение теплового баланса:

Q₁ = Q₂ + Q, (3.43)

где - количество тепла, отданное горячим теплоносителем; - количество тепла, воспринятое холодным теплоносителем; - потери тепла в окружающую среду; G₁, G₂ - массовые расходы горячего и холодного теплоносителей в единицу времени; - изменение энтальпии теплоносителей; - теплоемкости теплоносителей; - температуры горячего теплоносителя на входе и выходе из аппарата; , -температуры холодного теплоносителя на входе и выходе его из аппарата.

Анализ теории процесса теплопередачи в теплообменных аппаратах показывает, что в качестве среднего температурного напора необходимо применять среднелогарифмический температурный напор, равный:

(3.44)

Здесь - максимальный, а - минимальный температурные напоры между рабочими жидкостями.

Как следует из уравнения (21.4), расчётная поверхность нагрева теплообменного аппарата равна:

(3.45)

Уравнение (3.45) лежит в основе практических конструктивных расчётов теплообменных аппаратов.

Дата добавления: 2017-01-14