Конструкторский и поверочный расчеты теплообменных аппаратов.

Теплообменные аппараты очень распространены, в промышленно­сти. В широком смысле слова к теплообменным относят все аппараты, в которых осуществляется обмен теплом между греющей и нагревае­мой средами, теплота передается от одного теплоносителя к другому.

Основной целью теплового расчета теплообменника является определение его тепловой поверхности, а сели она известна, определение количества переданной теплоты, конечных параметров теплоносителей и всего режима работы теплообменника.

Существует 2 вида расчета теплообменников:

1).Конструкторский расчет.

Применяется в промышленности, в энергетике, в быту.

Известны: начальные и конечные температуры теплоносителей, необходимо определить поверхность теплообменника, т.е. его сконструировать.

Порядок расчета:

1.из уравнения теплового баланса определяем мощность теплового потока Q, которую надо передать от горячего теплоносителя к холодному:

G₁ и G₂ – массовые расходы греющей и нагреваемой жидкостей;

c_p1 и c_p2 – их теплоемкости;

t′₁ и t′′₁ – температуры греющей жидкости на входе и на выходе из теплообменника;

t′₂ и t′′₂ – температуры нагреваемой жидкости на входе и на выходе из теплообменника.

2.по справочникам задаются скоростями течения теплоносителей и конструктивными особенностями (диаметр трубок, проходное сечение);

3.рассчитывают коэф-ты теплоотдачи α₁ и α₂ и коэф-т теплопередачи к:

, [Вт/(м²·К)];

4.определяем среднелогарифмический температурный напор: ;

5.из уравнения теплопередачи определяем площадь теплообменной поверхности: ;

6.по известной площади рассчитывают длину трубок теплообменника.

2).Поверочный расчет.

Известна конструкция теплообменника и начальные параметры теплоносителей. Надо рассчитать конечные параметры, т.е. проверить теплообменник для конкретных условий. Известны: t′₁ и t′₂ – температуры греющей и нагреваемой жидкости на входе в теплообменник.

Расчету предшествует определение по известным конструктивным данным геометрических характеристик поверхности теплообменника. С использованием имеющихся геометрических характеристик изображают схему компоновки теплообменника с указанием основных габаритных размеров. Составляют тепловую схему, на которой отмечают значения параметров рабочей среды на входе и выходе из теплообменника (сначала предварительно выбранные, а затем, по мере выполнения расчета, уточненные). Далее производится непосредственно тепловой расчет теплообменника.

Этот вид расчета применяется на практике гораздо реже, чем конструкторский расчет.