Методика расчета теплообменника

Рассмотрим рекуперативный теплообменник, например кожухотрубчатый теплообменник.

Различают проектный и проверочный расчеты теплообменников.

Цель проектного расчета – определение необходимой площади (F) и режима работы теплообменника для обеспечения заданного переноса теплоты от одного теплоносителя к другому.

Цель проверочного расчета – определение количества передаваемой теплоты и конечных температур теплоносителей в данном теплообменнике с заданной площадью (F) при заданных условиях его работы.

Основы расчетов: уравнения теплопередачи и тепловых балансов.

4.2.3.1. Проектный расчет теплообменников.

Задано: расход, одного из теплоносителей, другого теплоносителя.

Расход тепла определяется по основному уравнению теплопередачи:

(4.66)

тепловой баланс можно записать следующим образом:

(4.67)

Здесь расходы теплоносителей; начальная и конечная энтальпия более нагретого теплоносителя; конечная и начальная энтальпия менее нагретого теплоносителя, то

С – теплоемкость теплоносителя при .

Если агрегатное состояние не меняется, то находится как среднеарифметическое:

Среднюю движущую силу определяют как среднелогарифмическую:

(4.68)

для модели идеального вытеснения.

Рис.4.28.

Для противотока уравнение (4.68) имеет вид:

(4.69)

Если то .

В аппаратах с противотоком больше, чем в аппаратах с прямотоком.

Определение коэффициента теплопередачи K:

(4.70)

Значение (приближенное) можно брать из справочников, или же определить (приближенно) по критериальным уравнениям типа .

По известным определяют предварительное значение F.