Основы расчета теплообменников

ОСНОВЫ РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕННИКОВ [c.163]

В основу расчета теплообменников положены два основных уравнения теплового баланса и теплопередачи. [c.202]

Уравнения теплового баланса и теплопередачи служат основой конструктивного и проверочного расчетов теплообменника. [c.457]

Во многих случаях по заданным температурам теплоносителей на входе в теплообменный аппарат и t i и известным поверхности теплообмена F и коэффициенту теплопередачи k приходится определять конечные температуры теплоносителей и тепловую производительность Q. Такую задачу приходится решать при поверочном расчете, когда теплообменник уже имеется или, по крайней мере, спроектирован. В основе расчетов лежат те же уравнения теплового баланса и теплопередачи, т. е. [c.449]

Описанная методика определения эффективности на основе введения параметра е может быть использована при расчете теплообменников для выбора поверхности. Результаты сопоставления расчета и экспериментальных данных свидетельствуют о том, что достоверные результаты получаются даже при использовании постоянного по длине параметра е. [c.208]

Для сопоставления k° с расчетными данными были выполнены тепловые расчеты теплообменника на основе опытных данных. Расчетный условный коэффициент теплопередачи определялся по формуле [c.219]

На основе теории теплообменников с использованием результатов анализа теплообмена производится полный расчет теплообменных аппаратов. Некоторые результаты исследований теплообмена имеют важные области применения вне сферы теории теплообменников. В ряде случаев применять в расчетах коэффициент теплоотдачи не имеет смысла. При этом удобнее оперировать непосредственно с температурами и тепловыми потоками. [c.131]

Книга состоит из двух частей первая посвящена технической термодинамике, вторая—теплопередаче. В первой части рассматриваются основные понятия, первое и второе начала термодинамики, термодинамические процессы идеальных и реальных газов, циклы двигателей внутреннего сгорания, паротурбинных установок и компрессоров, процессы истечения газов. Во второй части освещены вопросы переноса теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучением, метод подобия и основы теплового расчета теплообменников. При изложении материала авторы старались обращать особое внимание на физическую сущность изучаемых явлений, формировать у учащихся научное понимание основ теплотехники и прививать им практические навыки в решении задач прикладного характера. При этом авторы исходили из того, что изучение теоретических основ теплотехники должно предшествовать изучению специальных курсов, посвященных парогенераторам, паротурбинным установкам, автоматизации тепловых процессов, эксплуатации теплоэнергетических установок. [c.3]

В соответствии с уравнением (5.3) первого закона термодинамики, количество теплоты, отдаваемой потоком газов в теплообменнике, равно разности энтальпий газов до и после теплообменника (изменением скоростного напора можно пренебречь, а техническая работа не совершается). Поэтому основой тепловых расчетов топливоиспользующих устройств является энтальпия продуктов сгорания, которую принято рассчитывать на единицу количества топлива, из которого получились эти продукты , т, е. [c.128]

Основы теплового расчета регенеративных и смесительных теплообменников [c.432]

Рассмотрим основы теплового расчета рекуперативного теплообменника. Заметим, что основные положения этого расчета сохраняются и для теплообменных аппаратов других типов. Тепловой расчет теплообменного аппарата может быть проектным, целью которого является определение площади поверхности теплообмена, и поверочным, в результате которого при известной поверхности нагрева определяются количество передаваемой теплоты и конечные температуры теплоносителей. В обоих случаях основными расчетными уравнениями являются [c.243]

В теплообменниках с внутренними источниками энергии применяются не два, как обычно, а оДин теплоноситель, который отводит теплоту, выделенную в самом аппарате. Примером таких аппаратов могут служить ядерные реакторы, электронагреватели и другие устройства. Независимо от принципа действия теплообменные аппараты, применяющиеся в различных областях техники, как правило, имеют свои специальные названия. Эти названия определяются технологическим назначением и конструктивными особенностями теплообменных устройств. Однако с теплотехнической точки зрения все аппараты имеют одно назначение — передачу теплоты от одного теплоносителя к другому или поверхности твердого тела к движущимся теплоносителям. Последнее и определяет те общие положения, которые лежат в основе теплового расчета любого теплообменного аппарата. [c.442]

При выборе оптимальных форм и размеров поверхности нагрева теплообменника принимают наивыгоднейшее соотношение между поверхностью теплообмена и расходом энергии на движение теплоносителей. Добиваются, чтобы указанное соотношение было оптимальным, т. е. экономически наиболее выгодным. Это соотношение устанавливается на основе технико-экономических расчетов. [c.464]

Другое дело, когда требуется рассчитать само оребрение, т. е. определить наиболее рациональную форму и размеры ребра. При этом в задачу расчета входит распределение температуры по ребру, количество снимаемого тепла, гидравлическое сопротивление, нес и стоимость оребренной поверхности нагрева. Кроме того, в зависимости от назначения ребристых поверхностей к ним обычно предъявляется ряд дополнительных требований. В одних случаях требуется, чтобы габариты теплообменника были минимальными, в других, чтобы минимальным был вес, в третьих, чтобы использование материала было наиболее эффективным и др. В полном объеме такая задача может быть разрешена только на основе эксперимента и то лишь в том случае, если заданы конкретные условия работы поверхности нагрева и предъявляемые к ней требования. Вместе с этим имеются и математические решения задачи. Правда, эти решения очень сложны, и возможны они лишь при целом ряде упрощающих предпосылок. Но несмотря на это, они ценны и с успехом могут быть использованы, хотя бы в предварительных расчетах, тем более, что при решении технических задач методика расчета может быть значительно упрощена. [c.285]

Большая часть экономии может быть получена с помощью конструктивных изменений, таких как улучшенная изоляция наружных стен, чердаков, полов и т. д. Установка технических устройств, таких как термостаты, совершенствование системы регулирования, теплообменники, автоматические регуляторы количества подаваемого газа и т. д. фактически обеспечивают 10% всей сэкономленной энергии в стоимостном выражении. Необходимо отметить, что установка термостатов, несомненно, относится к наиболее распространенному мероприятию по экономии энергии в течение 1977/78 г. была оказана финансовая помощь в установке более 630 тыс. термостатов. Однако на основе данных, приведенных ниже, нельзя сделать определенный вывод об экономической эффективности различных мероприятий. Верно, что капиталовложения на изменение конструкции в расчете на 1 кВт-ч сэкономленной энергии будут выше, чем в капиталовложения в технические устройства, однако срок их службы больше, а эксплуатационные расходы зачастую ниже, что может оправдать более высокие капиталовложения. [c.165]

Значительный вклад в развитие основ теории подобия, базирующейся в основном на анализе уравнений (а не размерностей), описывающих изучаемые явления, сделал М. В. Кирпичев [24]. Он совместно с А. А. Гухманом впервые доказал обратную теорему подобия, устанавливающую условия, необходимые и достаточные для обеспечения подобия явлений. Главная его заслуга состоит в обобщении всех ранее разрозненных работ по теории подобия, изложении этой теории в одном плане и применении ее для решения конкретных практических задач теплотехники. Эти работы во время их проведения были чрезвычайно важны в связи с задачами индустриализации нашей страны. В то время (30-е годы) создавались невиданные до этого по своей мощности новые парогенераторы, теплообменники, теплосиловые установки. Старые методы расчета не удовлетворяли запросов новой техники. М. В. Кирпичев, А. А. Гухман, М. А. Михеев, заложив основы новой эффективной теории, вооружили инженеров средствами прогнозирования работы новых аппаратов [16, 17]. В основу получения необходимых данных было положено моделирование. [c.11]

Результаты расчета представлены на рис. 1-14. Их анализ показывает, что в системах низкого и среднего давления рациональным является применение теплообменных элементов ЦТА диаметром 0 = 0,1 м. С повышением сопротивления ЦТА (в системах высокого давления) должно быть увеличено и значение D. Аппараты различной теплопроизводительности могут быть получены простым объединением нескольких одинаковых теплообменных элементов в один общий блок (как мультициклон). Это обстоятельство позволяет производить унификацию и стандартизацию теплообменников на основе одного типоразмера. (При других условиях рациональным может быть ЦТА большего диаметра, например D = 0,5 м такой ЦТА проще в изготовлении, чем многоэлементный, и в ряде случаев эффективнее его.) [c.21]

При исследовании теплопередачи в квадратном кожухотрубчатом теплообменнике были замерены температуры в межтрубном пространстве [40]. По результатам замеров были определены средние температуры в центральной и периферийной частях межтрубного пространства. На рис. 8.32 сравниваются экспериментальные и расчетные значения разности = —la. Расчет на основе модели в достаточно хорошо согласуется с экспериментом. Расчет по модели а дает завышенные значения М, что вполне естественно. [c.193]

Математическая модель парогенератора в целом включает в себя модели всех теплообменников условия, отражающие последовательность их расположения ио трактам рабочей среды и газа уравнения, описывающие смешение потоков модель топки уравнения граничных условий, описывающие связь между координатами системы и внешними возмущающими воздействиями в граничных сечениях моделирующей системы. Для описания линейных динамических систем с большим числом звеньев наиболее удобна векторно-матричная форма уравнений, в которых векторами являются входные и выходные координаты элементов системы, а матрицы составляются из их передаточных функций [Л. 75, 77]. Такая форма описания необходима для составления унифицированных алгоритмов и программ решения систем. Как указывалось в предыдущей главе, линейная модель парогенератора для поставленных целей должна составляться и реализовываться на основе частотных методов расчета. [c.138]

Теоретические основы работы тепловых устройств в текущем столетии получили весьма широкое развитие. Особенно это относится к теории тепловой работы теплогенераторов, теплообменников и тепловых машин. В области тепловых аппаратов наибольшее развитие получила теория тепловой работы паровых котлов, где теплотехнические расчеты достигли довольно высокой степени совершенства. В худшем положении находится теория печной теплотехники, хотя и здесь успехи последних десятилетий весьма значительны. Под теорией печной теплотехники обычно понимается вся совокупность теоретических проблем, возникающих при расчете, проектировании, строительстве и эксплуатации печей. Такое толкование является достаточно неопределенным и расплывчатым. Границы печной теплотехники как самостоятельной технической науки при этом не очерчиваются достаточно четко, что нередко приводит и к неправильному направлению научных исследований. [c.11]

Анализ условий теплообмена со стороны вторичного пара показывает, что это расхождение является прежде всего следствием двух неточных предпосылок в расчетах о гидравлической стабилизации и о чисто продольном обтекании пучка. В действительности четыре резких поворота в теплообменнике и перегородки в виде обойм и звездочек нарушают в исследуемом аппарате стабилизацию потока, а на небольших участках в районе поворотов имеет место поперечное обтекание пучка. Точно учесть влияние этих факторов при определении на основе имеющихся рекомендаций в [Л. 45] не представляется возмол<ным. [c.220]

Расчет прочих теплообменников паропреобразовательной установки выполняют на основе уравнений тепловых балансов, составляемых обычными способами, в соответствии со схемой, расходами и параметрами пара и воды. [c.89]

Характерные для атомной техники повышенные требования к надежности и безопасности работы оборудования еще более ужесточаются для одноконтурных АЭС. Поэтому теплообменные аппараты таких АЭС необходимо рассчитывать с максимально возможной точностью, что может быть достигнуто только на основе методик, позволяющих определять локальные характеристики теплообмена и параметры потока и реализованных в виде программ на ЭВМ. Для химически реагирующего теплоносителя в методиках расчета необходимо учитывать также влияние кинетики химической реакции, неидеаль-ность теплофизических свойств, наличие неконденсируе-мых, но рекомбинируемых газов в конденсаторе и т. д. Теория теплового и гидравлического расчета теплообменных аппаратов с химически реагирующим теплоносителем изложена в работе [4.1]. Ниже приведены алгоритмы расчета теплообменников различного типа на основе этой теории. [c.120]

Поверочные расчеты теплообменников основаны на совместном решении уравнений теплового баланса (2.2), (2.3) и уравнения теплопередачи (2.1). Конструкция теплообменника и поверхность теплообмена F являются в этом случае известными. Поверочные расчеты теплообменников, как правило, поинтервально-итерационные. В частности, на основе интераций определяется коэффициент теплопередачи k. [c.106]

Данные, полученные для неподвижного слоя, зачастую используются при расчете движущегося слоя, хотя теплообмен в этих случаях может быть существенно различен. Во многих случаях отмечаются весьма низкие значения коэффициентов теплообмена. Последнее связано с ранее рассмотренными особенностями аэродинамики и механики движения слоя, а также с уменьшением эффективности в плохо продуваемых участках и в зоне завершенного теплообмена (At—й)). По данным Китаева Б. И. в доменных и шахтных печах коэффициент теплообмена в 3—10 раз меньше расчетной величины [Л. 157]. В шахтных зерносушилках это расхождение достигает примерно 400 /о [Л. 252]. Данные, полученные Нортоном в полупромышленном теплообменнике типа противоточный движущийся слой при перегреве пара, подогреве воздуха и нагреве водорода, показали, что коэффициенты теплообмена с шаровой насадкой соответственно составили всего 19, 35, 84 вт1м -град [Л. 294]. В [Л. 383] на основе обработки результатов лабораторных и полупромышленных исследований получена зависимость [c.320]

Величина поверхности теплообмена, а следовательно, и затрата металла на изготовление теплообменника при заданной его производительности и заданных параметрах теплоносителей определяются интенсивностью процессов теплообмена. Нетоды интенсификации для различных процессов теплообмена различны. Например, у теплообменников с вынужденным движением теплоносителей увеличения теплоотдачи и сокращения поверхности теплообмена можно достигнуть за счет увеличения скорости движения теплоносителей. Однако это влечет за собой одновременное увеличение расхода энергии на движение теплоносителей через аппарат. Поэтому форма и размеры поверхности теплообмена, скорости движения теплоносителей и некоторые другие характеристики теплообменника должны выбираться так, чтобы соотношение между поверхностью теплообмена и расходом энергии на движение теплоносителей было оптимальным, т. е. экономически наиболее выгодным. Это соотношение устанавливается на основе технико-экономического расчета. [c.243]

Изложены основы проектирования мощных теплообменных аппаратов для АЭС с натриевыми и газовыми теплоносителями. Рассмотрены особенности конструкций, методы расчетной и эксперименталыюй отработки теплообменников при неравномерном продолшо-поперечном течении теплоносителей в трубном пучке и методы определения режимных параметров работы теплообменного оборудования и АЭС в целом, приведены справочные данные, необходимые для практических расчетов теплообменных аппаратов. [c.198]

До последнего времени почти единственной основой для расчета и конструирования онвективных поверхностей котельных агрегатов и других теплообменников, обогреваемых дымовыми газами, были экспериментальные данные по теплоотдаче и аэродинамическому сопротивлению, полученные в результате лабораторных опытов с чистыми поверхностями нагрева, обдуваемыми воздухом. Вычисленные по этим данным коэффициенты теплопередачи корректировались введением постоянного коэффициента использования [Л. 2] или некоторого дополнительного термического сопротивления [Л. 3], которыми учитывались влияние загрязнения поверхности нагрева и другие отличия реальных условий от лабораторных. [c.7]

Процессы, сопроБОвдаюЩиеся изменением фазового состояния воды при охлаждении парогазовых смесей, лежат в основе работы многих промышленных систем. Данные по теплообмену и гидравлическому сопротивлению в условиях фазовых переходов воды и вынужденном течении необходимы при расчете компактных кондиционеров, вымораживателей, теплообменников, процессов обледенения. [c.312]

Запыленный поток в режиме падающей насадки нашел приме- нение в так называемых теплообменниках с падающей насадкой. Теоретические основы работы этих теплообменников и их конструктивное оформление изложены в известных работах 3. Ф. Чуханова. Они хорошо знаког 1ы читателям, и поэтому в яастояндей книге не рассматриваются. Принцип работы теплообменника с падающей насадкой описан на.ми в гл. 6. Та.м же изложена и методика его расчета. [c.401]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...