Порядок расчета теплообменников

Основной характеристикой рекуперативных теплообменных аппаратов является теплопередающая поверхность, или поверхность теплообмена. От ее величины зависят геометрические размеры теплообменников, стоимость их изготовления, монтажа и эксплуатации.

Исходными данными для простейшего теплового расчета являются: расход одного из теплоносителей и температуры обоих теплоносителей на входе и на выходе из аппарата.

Расчет поверхности теплообмена состоит из следующих основных стадий:

1 Определение тепловой нагрузки аппарата, средней движущей силы и средних температур теплоносителей.

2 Определение расхода второго вещества из теплового баланса.

3 Определение ориентировочной площади поверхности теплообмена, а также выбор размеров теплообменных труб и, если возможно, расчет необходимого их количества при обеспечении заданного режима движения теплоносителей.

4 Предварительный выбор нормализованного теплообменника по принятым параметрам. Выписываются те фиксированные геометрические размеры аппарата, которые будут фигурировать в расчете (внутренний диаметр кожуха, число теплообменных труб и т.д.) Параметры, которые не будут непосредственно участвовать в расчете, можно варьировать для обеспечения расчетной поверхности теплообмена при окончательном выборе нормализованного аппарата.

5 Определение частных коэффициентов теплоотдачи для обоих теплоносителей с использованием критериальных уравнений для соответствующих тепловых процессов, режимов теплоносителей, геометрического расположения труб и т.д. Определение

термических сопротивлений стенок и загрязнений со стороны горячего и холодного теплоносителей.

6 Определение общего коэффициента теплопередачи и уточнение температур стенки со стороны горячего и холодного теплоносителей. Пересчет коэффициента теплопередачи.

7 Определение расчетной поверхности теплообмена по основному уравнению теплопередачи и окончательный выбор нормализованного теплообменника. Определение запаса поверхности теплообмена, необходимого для обеспечения длительной работы аппарата, т.к. на поверхности труб и кожуха образуются разного вида загрязнения (отложение нерастворимых осадко.в, накипеобразование, ржавчина и т.д.), которые снижают эффективность процесса теплообмена, уменьшая коэффициент теплопередачи.

Определение коэффициентов теплоотдачи

Чаще всего в инженерной практике используются критериальные уравнения процесса теплоотдачи. При выборе критериального уравнения для определения коэффициентов теплоотдачи необходимо принимать во внимание следующее:

1 Учитывается характер теплообмена: без изменения агрегатного состояния вещества (нагревание, охлаждение), с изменением агрегатного состояния вещества (кипение, конденсация).

2.Определяется режим движения теплоносителя, за который при вынужденном движении отвечает критерий Рейнольдса.

3 Характеризуется пространство теплообменника, в котором течет теплоноситель: трубное или межтрубное.

4 Характеризуется геометрическое расположение теплообменных труб: вертикальное или горизонтальное.

5 Характеризуется наличие перемешивающих механических устройств: мешалки,пневматические устройства и т.д.

6 Характеризуется вид поверхности теплообмена: плоская, трубчатая, оребренная и т.д.

7 Характеризуется тип конструкции теплообменника: кожухотрубчатый, змеевиковый, «труба в трубе» и т.д.