W6. Уравнение для теплового расчета теплообменников

Автор – В. В. Савенко.  Последнее обновление – 27.03.2020.

В статье речь идет о тепловом расчете параметров теплообменных аппаратов (ТА) на различных режимах работы. Имеются в виду, прежде всего, водо-водяные ТА, устанавливаемые на тепловых пунктах для систем отопления и горячего водоснабжения. Для названного расчета используют уравнение теплового баланса по теплоносителям на входе в теплообменник и выходе из него вместе с различными уравнениями, описывающими связи между параметрами ТА. В зависимости от применяемых уравнений появляются особенности алгоритма расчетов и изменяются их возможности, что рассмотрено применительно к известным уравнениям.
В известном уравнении теплопередачи используются средний температурный напор между теплоносителями, площадь поверхности и коэффициент теплопередачи. Можно построить два варианта алгоритмов таких расчетов, каждый из которых имеет свои особенности.
Используют также уравнение на основе коэффициента эффективности ТА, в котором средний температурный напор заменен на наибольшую для ТА величину, в соответствии с чем изменяется и алгоритм расчетов. На этом же уравнении основан метод расчета с использованием безразмерных характеристик (метод εN) со своим алгоритмом, отличающимся от рассмотренных.
Для водо-водяных противоточных одноходовых ТА предлагается рассчитывать показатели работы на произвольном режиме по известным показателям на расчетном режиме и некоторым данным для произвольного режима.
Еще в одном известном уравнении для расчета ТА тоже используют наибольший температурный напор между теплоносителями и показатель, аналогичный коэффициенту эффективности, но отличающийся от него тем, что не содержит искусственных величин в виде меньшего или большего эквивалента расхода. Такие показатели могут быть разными в зависимости от принятого температурного напора. Для ТА можно принимать четыре разных температурных напора, на основе которых выводятся восемь вариантов уравнений с разными величинами показателей, каждое уравнение может использоваться для решения рассматриваемой задачи. Наибольший температурный напор в известных уравнениях выбран произвольно, только по одной этой причине уравнение не может претендовать на некую исключительность или особый смысл по сравнению с другими возможными вариантами.
Предложено еще одно уравнение для теплового расчета ТА, основанное на постоянной теплообменника, данные по которой для различных ТА в литературе имеются. Например, для пластинчатых ТА постоянная не зависит от поверхности теплообмена (числа пластин), а зависит от типа пластин и пропорциональна числу пакетов (ходов). Данные по величине постоянной получают опытным путем для конкретного теплообменника, поэтому расчеты на основе такой величины должны быть наиболее достоверными.
Каждому из указанных уравнений соответствует определенный алгоритм поверочного расчета ТА, схемы которых показаны в таблице.

Проведен анализ особенностей алгоритмов поверочных расчетов с использованием рассмотренных уравнений. Показано, что использование уравнения на основе постоянной теплообменника с соответствующим алгоритмом расчетов имеет преимущества по сравнению с остальными. Есть основания рекомендовать этот подход для практических расчетов. При этом постоянная теплообменника является удобным показателем, заменяющим целый набор данных о ТА и характеризующим конструкцию аппарата в целом.

…………………………..Полный текст

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *