Ответ 2
72 стр теплопередачи
Теплообменный аппарат - это устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя холодному (нагреваемому). Теплоносителями могут быть газы, пары, жидкости. В зависимости от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели и как охладители. Теплообменники широко применяют в различных промышленных технологических процессах, в отопительных системах, в двигателях внутреннего и внешнего сгорания и их системах в качестве охладителя наддувочного воздуха в поршневых двигателях с наддувом, радиатора в системе охлаждения и смазочной системе, охладителя и нагревателя в газотурбинных двигателях, экономайзера, пароперегревателя, конденсатора, подогревателя в паросиловых установках, а также в других целях. По способу передачи теплоты теплообменники подразделяют на рекуперативные, регенеративные и смесительные. В рекуперативных теплообменниках (рис. 13.1) каналы, по которым движутся горячий и холодный теплоносители, разделены и теплота передается через разделяющую их стенку 3 (рис. 13.2). При неизменных параметрах теплоносителей на входе остаются неизменными, независимыми от времени, и параметры в любом из сечений каналов, т.е. процесс теплопередачи имеет стационарный характер. Поэтому рекуперативные теплообменники называют также стационарными. Ту часть теплообменника, в которой происходит процесс передачи теплоты, называют теплопередающей матрицей 4 (см. рис. 13.1). Подвод теплоносителей к матрице и отвод их осуществляется по входному и выходному 2 коллекторам. В зависимости от направления движения теплоносителей рекуперативные теплообменники могут быть прямоточными при параллельном движении теплоносителей в одном направлении (см. рис. 13.1, а), противоточными при параллельном встречном движении (см. рис. 13.1, в).
|
|
В матрице теплоносители могут совершать один или несколько ходов. В соответствии с этим теплообменники называют, например, одноходовым по горячему теплоносителю и двухходовым по холодному теплоносителю (см. рис. 13.1, в). При увеличении количества ходов возрастает скорость движения теплоносителя, что ведет к интенсификации процесса теплоотдачи и повышению тепловой эффективности теплообменника. Однако при этом промежуточный теплоноситель передает теплоту холодному теплоносителю.
Тепловой расчет любого теплообменника сводится к совместному решению уравнений теплового баланса и теплопередачи.
Вторым расчетным уравнением для любого теплообменника является уравнение теплопередачи, по которому при проверочном расчете находится тепловой поток в кВт: Q = kFΔtcp, где Δtcp- средняя разность температур между теплоносителями, К;
|
|
k - коэффициент теплопередачи, кВт/(м²К): . Здесь a 1, a 2 - коэффициенты конвективной теплоотдачи со стороны горячего и холодного теплоносителей, кВт/(м²К); δ - толщина стенки, м; λ - теплопроводность материала стенки, кВт/(мК).
Уравнение теплового баланса, Вт: Q = m1c1(t'1 - t"1)η = m2c2(t"2 - t'2), где m1, m2 - расходы горячего и холодного теплоносителей, кг/с; c1, c2 - их средние, массовые, изобарные теплоемкости, кДж/(кгК); h - КПД теплообменника; индексы: 1, 2 - горячий и холодный теплоносители; «» – индексы входной и выходной температур теплоносителей.
Билет 18